Fysisk aktivitet og trening i metabolsk syndrom

Presentasjon om: "Fysisk aktivitet og trening i metabolsk syndrom"— Utskrift av presentasjonen:

1 Fysisk aktivitet og trening i metabolsk syndrom
-mekanismer involvert og risiko for kardiovaskulær død Bjarne M. Nes, post doc

2 Innhold Definisjoner Prevalens og risiko forbundet med metabolsk syndrom Fysisk aktivitet i forebygging av metabolsk syndrom Fysisk aktivitet som behandling av metabolsk syndrom Oppsummering

3 Alle sykdommmer som involverer hjertet og blodårer
Hjertesykdom Alle sykdommmer som involverer hjertet og blodårer Ledende dødsårsak globalt1,2 Hjerteinfarkt Iskemisk hjerneslag 1WHO, Global Atlas on Cardiovascular Disease, 2011, 2Murray et al, Lancet, 2012

4 Aterosklerose Endotelfunksjon Regulerer åreelastisiteten
Vasodilatasjon Vasokontraksjon Anti-trombotiske effekter Endotel dysfunksjon- tidlig markør for aterosklerose Adapted from: American Heart Association

5 Metabolsk syndrom Metabolsk syndrom er en opphopning av metabolske risikofaktorer som samlet øker risikoen for framtidig hjertesykdom mer enn hver enkeltfaktor alene Høyt midjemål Forhøyet triglyseridnivå Lavt HDL-kolesterol Høyt systolisk blodtrykk Høyt diastolisk blodtrykk Høyt fastende glukose ≥3 unormale funn kvalifiserer en person for metabolsk syndrom ♂ ≥94 cm ♀ ≥80 cm (Europeere) ≥150 mg/dl (el. medikament) ♂ <40 mg/dl ♀ <50 mg/dl (el. medikament) ≥130 mmHg (el. medikament) ≥85 mmHg (el. medikament) ≥100 mg/dl (el. medikament) Alberti et al, Circulation, 2009

6 Problemets omfang Estimert prevalens
22.9% av USA`s befolkning (≥20 år)1 Lignende estimat for Europa, inkludert Norge2,3,4 Økende prevalens blant barn og unge5,6 Opp til 60% hos overvektige og fedme Øker med alder2 1Beltrán-Sánchez et al, JACC, 2013, 2Hildrum et al, BMC Public Health, 2007,3Balkau et al, Diabetes Metab, 2002, 5Friend et al, Metab Syndr Relat Disord, 2013, 6Tailor et al, Int J Pediatr Obes, 2010

7 1Beltrán-Sánchez et al, JACC, 2013
Problemets omfang NHANES (U.S)1 Liten nedgang (~2%) Triglyserider↓ Høyt blodtrykk↓ HDL-kolesterol↑ Sammenfaller med økning i blodtrykkssenkende og lipid-regulerende medikamenter Fedme↑ 11% (56.1% totalt) 1Beltrán-Sánchez et al, JACC, 2013

8 Kardiovaskulær risiko ved metabolsk syndrom
Meta-analyse Kardiovaskulær risiko ved metabolsk syndrom Mottillo et al (2010)1 Nyeste definisjon2 87 studier 951,083 pasienter Doblet risiko for hjerterelaterte hendelser All hjertesykdom (RR, 2.35) Hjerteinfarkt (RR, 1.99) Slag (RR, 2.27) Hjertedød (RR, 2.40) 50% høyere risiko for tidlig død Tredobbel risiko for type II diabetes3 Høyere risiko for kvinner enn menn1,4,5 Har syndromet noen prognostisk betydning utover summen av hver komponent? Motstridende resultater…3,4,5,6,7 1Mottillo, et al, JACC, 2010, 2Alberti et al, Circulation, 2009, 3Ford et al, Diabetes Care, 2005, 4Gami et al, JACC, 2007, 5Gallassi et al, Am J Med, 2006, 6Inchiestro et al, JACC, 2010,7Ding et al, Arch Intern Med, 2010

9 OPPSUMMERING I Metabolsk syndrom Høy prevalens globalt1,2,3
En sterk prediktor for kardiovaskulær sykdom4,5,6,7 En sterk prediktor for kardiovaskulær død og tidlig død uansett årsak6,7,8 1Beltrán-Sánchez et al, JACC, 2013, 2Ford et al, Diabetes Care, 2005, 3Hildrum et al, BMC Public Health, 2007, 4Galassi et al, Am J Med, 2006, 5Gami et al, JACC, 2007, 6Mottillo et al, JACC, 2010, 7Bayturan et al, Arch Intern Med, 2010, 8Hildrum et al, Diabetiologia, 2009

10 Er fysisk inaktivitet assosiert med utvikling av metabolsk syndrom?

11 Eksperimentelle studier Epidemiologiske studier
Kliniske studier

12 Epidemiologiske studier
Inaktiv tid Dunstan et al (2005) Tverrsnittsstudie 6,241 friske menn og kvinner (≥35 yrs) 1-t høyere TV-tid økte oddsen for MetS med 12% og 26% hos menn og kvinner Wennberg et al (2013) 888 gutter og jenter 16 år ved baseline 27 års oppfølging (43 års alder) Å se på «flere TV-programmer daglig» dobbelt odds vs. «et program i uka» Inaktiv tid er assosiert med forekomst av metabolsk syndrom Dunstan et al, Diabetologia, 2005, Wennberg et al, Diabetes Care, 2013

13 Epidemiologiske studier
Fysisk aktivitet Laaksonen et al (2002) Koupio Ischemic Heart Disease Risk Factor Study 612 friske, middelaldrende menn 4-års oppfølging >3-t moderat til har aktivitet per uke var assosiert med 50% redusert risiko for MetS Holme et al (2007) 6410 menn Fulgt fra midt i livet (40-49 yrs) til sent i livet (68-77 yrs) Moderat til hard fysisk aktivitet på fritida i 40-åra var assosiert med 50% redusert risiko for MetS Selvrapportert fysisk aktivitet på fritida (mosjon) beskytter mot metabolsk syndrom Laaksonen et al, Diabetes Care, 2007, Holme et al, BMC Public Health, 2007

14 Epidemiologiske studier
Fysisk aktivitet og mosjon er assosiert med redusert risiko, og inaktivitet med høyere risiko, for metabolsk syndrom Hos menn og kvinner1,3,6 På kort sikt (4-5 år)1,5,6 Fra barndom til voksenår4,7 Fra midt-liv til alderdom2 1Ekelund et al, Diabetes Care, 2005, 2Holme et al, BMC Public Health, 2007, 3Laursen et al, BMJ Open, 2012, 4Wennberg et al, Diabetes Care, 2013, 5Wijndaele et alm Med Sci Sports Exerc, 2013, 6Laaksonen et al, Diabetes Care, 2001 , 7Guihouya et al, Int J Pediatr Obes, 2011

15 Insulinresistens Abdominal fedme
Antydet å være underliggende årsak til metabolsk syndrom Insulinresistens Abdominal fedme Redusert insulinsensitivitet i skjelettmuskel, fettvev og lever Redusert glukoseopptak Hyperinsulinemi Hyperglykemi Fett akkumulert rundt indre organer Viskeralt fett Dyslipidemi

16 Eksperimentelle studier
Redusert fysisk aktivitet Kump & Booth (2005) Rotter med tilgang til løpehjul i 3 uker (~5 t/dag) Løpehjul låst i 5, 29 el 53 t + inaktiv (ingen tilgang) 5 t u/tilang «frisk kontroll» Andre grupper «eksperimentelle» Imitere hva som skjer når aktive mennesker blir inaktive Rask reduksjon i skjelettmuskel insulin sensitivitet Inaktivt nivå innen 2 uker Rask økning i intra-abdominalt fettlager >25% etter 2 dager Rask nedgang i insulin sensitivitet ved bortfall av fysisk aktivitet igangsetter metabolske kroniske sykdommer Kump & Booth, J Physiol, 2005a Kump & Booth, J Physiol, 2005b, Laye et al, J Appl Physiol, 2007

17 Inaktivitet kan være roten til insulinresistens og kronisk sykdom
Kliniske studier Redusert fysisk aktivitet Krogh-Madsen et al (2010) Maksimalt oksygenopptak↓7% Muskelmasse i beina ↓2.7% Glukose infusjon rate ↓17% Perifær insulin sensitivitet↓ Abdominalt fett ↑7%2 10 unge, friske menn <2 t trening/uke >3,500 steg/dag 2 ukers intervensjon Reduserte aktivitetsnivået fra 10,501 steg/dag til 1,344 steg/dag Inaktivitet kan være roten til insulinresistens og kronisk sykdom 1Krogh-Madsen et al, J Appl Physiol, 2010, 2Olsen et al, JAMA, 2008

18 Avhengig av okygentransport og utnytting2
Kondisjon Even til å utføre dynamisk, moderat-høy intensitets aktiviteter over lengre tid1 Avhengig av okygentransport og utnytting2 Maksimalt oksygenopptak (VO2max) ≠ Fysisk aktivitet og trening 1ACSM`s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 2005, 2Basset & Howley, Med Sci Sports Exerc, 2000,3Bouchard et al, Med Sci Sports Exerc, 1998,

19 ≠ Fysisk aktivitet og trening
Kondisjon ≠ Fysisk aktivitet og trening En fysiologisk egenskap Høy genetisk komponent3 Økning avhengig av:4 Total dose og intensitet4 Utgangsnivå Alder & kjønn Sterk prediktor for HKS og prematur død5,6 Uavhengig av fysisk aktivitet7 1ACSM`s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 2005, 2Basset & Howley, Med Sci Sports Exerc, 2000,3Bouchard et al, Med Sci Sports Exerc, 1998, 4Garber et al, Med Sci Sports Exerc, 2011, 5Myers et al, N Engl J Med, 2002, 6Keteyian et al, Am Heart J, 2008, 7Lee et al, Br J Sports Med, 2010

20 Epidemiologiske studier
Kondisjon Jurca et al (2004)1 8570 menn fra ACLS Tid til utmattelse på tredemølle Menn med høy kondisjon (høyeste 40%) hadde 92% lavere odds for MetS sammenlignet med menn med dårlig kondisjon Aspenes et al (2011)2 4631 menn og kvinner fra HUNT Direkte målt VO2peak Hver 5 mL∙kg-1∙min-1 lavere VO2peak sammenfaller med ~56% høyere odds for «MetS» Lignende funn fra andre..4,5,6,7,8 Uavhengig av fysisk aktivitet2,3, kroppssammensetning, kosthold7, røyking8 og andre konfoundere Lav aerob kapasitet kan bli ansett som en komponent i metabolsk syndrom3,6 1Jurca et al, Med Sci Sports Exerc, 2004, 2Aspenes et al, Med Sci Sports Exerc, 2011, 3Lakka et al, Med Sci Sports Exerc, Farrell et al, Obes Res, 2004, 5Carroll et al, Med Sci Sports Exerc, 2000, 6Hassinen et al, Diabetes Care, 2008, 7Finley et al, J Am Diet Assoc, 2006, 8Earnest et al, Mayo Clin Proc, 2013

21 Epidemiologiske studier
Kondisjon LaMonte et al (2005) 10,498 menn og kvinner ~5.7 år oppfølging Max tredemølle test Risiko for MetS ~50-60% lavere risiko for høy vs. lav kapasitet LaMonte et al, Circulation, 2005

22 Eksperimentelle studier
Medfødt kondisjon Wisløff et al (2005) Høy kapasitets-rotter (HCR) vs. Lav kapasitets-rotter (LCR) Wisløff et al, Science, 2005

23 Medfødt kondisjon Wisløff et al (2005) Etter 11 generasjoner
Wisløff et al, Science, 2005

24 Medfødt kondisjon Wisløff et al (2005) Etter 11 generasjoner
Metabolske forandringer innledet økningen i kroppsvekt Insulinresistens forårsaker vektøkning Lav kapasitetsrottene hadde lave nivå av nøkkelproteiner for mitokondriefunksjon PGC-1ɑ ↓ Antyder kausal sammenheng! En sterk link mellom kondisjonsnivå, mitokondriefunksjon og hele spekteret av kardiovaskulære risikofaktorer Wisløff et al, Science, 2005

25 OPPSUMMERING II Er inaktivitet og lav kondisjon assosiert med utviklingen av metabolsk syndrom? Ja….! Inaktivitet og lav kondisjon kan faktisk være den underliggende årsak til metabolsk syndrom Inverst dose-response forhold mellom FA, kondisjon og risiko for metabolsk syndrom Når folk blir inaktive medfølger det raske ugunstige effekter på insulinsensitivitet og intra-abdominalt fett Nedsatt mitokondriefunksjon kan være en underliggende mekanisme

26 Er fysisk aktivitet og trening beskyttende hos pasienter med metabolsk syndrom?

27 Epidemiologiske studier
Fysisk aktivitet og kondisjon Tjønna et al. (2010) individers uten HKS 3751 med opphopning av risikofaktorer 18 år oppfølging 38% økt risiko for hjertedød Risiko inverst relatert til fysisk aktivitetsnivå hos de med risikofaktorer. Tjønna et al, J Epidemiol Community Health, 2010

28 Epidemiologiske studier
Fysisk aktivitet og kondisjon Katzmarzyk et al. (2004) menn 3757 (19.5%) med metabolsk syndrom 29% og 89% økt risiko hjertedød og død uansett årsak Ingen forskjell etter statistisk justering for kondisjonsnivå Et høyt fysisk aktivitetsnivå og/eller høy kondisjon svekker den negative effekten av metabolsk syndrom på prematur dødelighet Tjønna et al, J Epidemiol Community Health, 2010, Katzmarzyk et al, Arch Intern Med, 2004

29 Kan trening reversere metabolsk syndrom?
Hvis ja… Hvilken type trening er mest effektiv?

30 Eksperimentelle studier
Aerob trening Haram et al (2009) Metabolsk syndrom rotter med lav aerob kapasitet (LCR) Kontroll Moderat intensitet (CME) Høy intensitet (AIT) Begge grupper: ↓ kroppsvekt (~6%) and ↓magefett (~55%) ↓Systolisk BT med 20 (AIT) og 6 mmHg (CMT) ↓ Diastolisk BT by 7-9 mmHg ↓ Fastende glukose ↓Triglycerider Haram et al, Cardiovasc Res, 2009

31 Eksperimentelle studier
Aerob trening Haram et al (2009) Metabolsk syndrom rotter med lav aerob kapasitet (LCR) Kontroll Moderat intensitet (CME) Høy intensitet (AIT) VO2max ↑45% (AIT) and ↑10% (CME) PGC-1ɑ ↑12-dobbelt (AIT) and ↑6-dobbelt (CME) Endotelfunksjon ↑2.7-ganger (AIT) and ↑2.0-ganger (CME) Haram et al, Cardiovasc Res, 2009

32 Tjønna et al (2008) Klinisk studie
32 MetS pasienter randomisert til 16 uker med Kontroll Moderat (70% HFmax) 4-AIT (90% HFmax) Midjemål ↓ 5-6 cm i begge grupper Viskeralt fett ↓ BTsys/BTdia ↓ ~10/6 mmHG i begge grupper Fastende glukose, insulinsensitivitet og HDL større forbedring med 4-AIT Isokalorisk Ved post-test var 46% av pasientene i 4-AIT gruppa og 37% i moderat gruppa ikke lenger klassifisert som metabolsk syndrom Tjønna et al, Circulation, 2008

33 Tjønna et al (2008) Større framgang i VO2max i 4-AIT gruppa (35 vs.16%) Økt slagvolum Mitokondriekapasitet Større forbedring i nivå av PGC-1ɑ (138%) etter 4-AIT

34 Tjønna et al (2008) Større fremgang i endotelfunksjon i 4-AIT gruppa(9 vs. 5%) Økt tilgjengelighet av NO (36%) etter 4-AIT, men ikke moderat. Forskjeller i shear stress? Bedra VO2max og endotelfunksjon kan delvis forklare den beskyttende effekten av fysisk aktivitet i metabolsk syndrom

35 Reversering av risikofaktorer 750 pasienter
MET-EX Trial Multi-senter studie Trondheim: Arnt Erik Tjønna/Ulrik Wisløff (co-principle investigators) Ålesund: Torstein Hole Levanger: Håvard Dahlen/Boye Welde/Terje Dalen Napoli: Giovanni De Salvo Munich: Martin Halle Croatia: Zeljko Duijc Australia: Jeff Coombes Tunisia: Karimi Chamari Brazil: Rosalina M. Torres Reversering av risikofaktorer 750 pasienter Moderat 4-AIT 1-AIT 16-ukers intervensjon 1 and 3 år oppfølging

36 Endring direkte relatert til energiforbruk Earnest et al (2013)
Hvert høyere volum ga en signifikant endring i en risikofaktor Alle grupper -midjemål ↓ Medium and høy- fastende glukose↓ Høy- systolisk BT↓ Earnest et al (2013) 408 kvinner post-menopause (45-75 år) DREW Trial 78% MetS ved baseline 6-måneder treningsintervensjon 4 grupper Kontroll Lav (50% of recommended) Medium (100% of recommended) Høy (150% of recommended) Intensitet 50% av VO2max Evaluerte MetS som en kontinuerlig variable (sum av z-score) Earnest et al, Am J Cardiol, 2013

37 Meta-analyse Pattyn et al (2013) Aerob trening 7 RCT`s
Primært endepunkt: Midjemål, blodtrykk, HDL-C, triglyserider, fastende glukose Sekundært endepunkt: VO2peak Aerob trening Midjemål: cm Systolisk BT: mmHg Diastolisk BT: mmHg HDL-C: mmol/L Fastende glukose: mmol/L (NS) Triglyserider: mmol/L (NS) VO2peak: mL∙kg-1∙min-1 (19.3%) «Mer forskning behøves.…inkludert studier på effekter av styrketrening og kombinert styrke og utholdenhetstrening» Pattyn et al, Sports Med, 2013

38 Muskulær styrke og styrketrening
Jurca et al (2005) 3233 menn (20-80 år) 6.7 års oppfølging Inverst dose-respons forhold mellom 1RM beinstyrke og benkpress og MetS insidens Svak sammenheng etter justering for kondisjonsnivå Kliniske studier Få på metabolsk syndrom pasienter2 Forbedring i midjemål og endotelfunksjon er observert3 Kombinert styrketrening og aerob trening virker lovende3,4 Bedre glukosekontroll etter styrke+aerob trening observert i Type II diabetes5 1Jurca et al, Med Sci Sports Exerc, 2005, 2Pattyn et al, Sports Med, 2013,3Stensvold et al, J Appl Physiol, 2010,4Dutheil et al, Int J Cardiol, 2013, 4Church et al, JAMA, 2010

39 16,687 menn og kvinner fra 6 ulike treningsstudier
Kliniske studier Bouchard et al (2012) 16,687 menn og kvinner fra 6 ulike treningsstudier 8.4% ugunstig forandring i insulin 12.2% ugunstig forandring i Sys BT 10.4% ugunstig forandring in TG 13.3% ugunstig forandring in HDL-C 7% ugunstig respons på 2 eller flere risikofaktorer Ugunstige responser på trening ift risikofaktorer kan oppstå! Bouchard et al, PLoS One, 2012

40 Kan trening reversere metabolsk syndrom?
OPPSUMMERING III Kan trening reversere metabolsk syndrom? Fysisk aktivitet beskytter mot den økte risikoen for hjertedød og prematur død hos pasienter med metabolsk syndrom Aerob trening kan reversere komponentene i metabolsk syndrom Høy intensitet kan være mer effektivt enn moderat intensitet for å bedre enkelte risikofaktorer, inkludert lav VO2max og endotel dysfunksjon. Styrketrening kan gi gunstige tilleggseffekter

41 HKS Oppsummering Metabolsk syndrom ↑ Fastende glukose ↓ HDL-C Genetikk
↑ Fett akkumulering ↑ Fastende glukose ↓ HDL-C ↑ Triglyserider ↑ Blodtrykk ↓ Endotelfunksjon ↓ VO2peak Metabolsk syndrom Genetikk Aterosklerose Inaktivitet HKS Hjerteinfarkt Iskemisk slag Perifær arteriell sykdom Genetikk Modified from Lakka & Laaksonen (2007)

42 Fysisk aktivitet og trening
Oppsummering ↑ Fett akkumulering ↑ Fastende glukose ↓ HDL-C ↑ Triglyserider ↑ Blodtrykk ↓ Endotelfunksjon ↓ VO2peak ↓ Genetikk ↑ Fysisk aktivitet og trening Volum: Frekvens Varighet Intensitet Modified from Lakka & Laaksonen (2007)

43 Andre behandlingsformer

44 Andre behandlingsformer
Kokkinos et al (2012) 10,043 mannlige pensjonister med dyslipidemi 50% forskrevet kolesterolsenkende medikamenter (statiner) Tredemølletest til utmatting Pasienter i god form hadde 60-70% lavere risiko for prematur død Statiner: -68% Ikke statiner: -63% Pasienter i god form uten statiner hadde ~50% lavere risiko for prematur død enn pasienter i dårlig form som gikk på statiner Status: 2013 MetS prevalensen flater ut ↑ forebyggende medikamenter øker ↑ inaktivitet ↑ fedme “We continue excitably to search for health in a pill, yet we already have the readily available behaviour of regular exercise that would provide enormous benefits” -Blair & Church (2010)- Kokkinos et al, Lancet, 2012

45

46 Takk for oppmerksomheten!
«Common metabolic pathways may underlie how physical inactivity increases the risk of many chronic disorders» -Booth et al (2002)- Takk for oppmerksomheten! «If there is any deficiency in food and exercise the body will fall sick» -Hippocrates (~450 BC)-

47 @cerg_ntnu CERG