Körperliche Aktivität in der Freizeit und kardiometabolisches Profil

Diese Querschnittsstudie wurde mit einer repräsentativen Gruppe von Kindern im Alter von 6 bis 14 Jahren durchgeführt, die im Jugendgesundheitszentrum in der Nähe der Bundesuniversität von São Paulo (São Paulo, SP, Brasilien) identifiziert wurden. Insgesamt 110 Kinder wurden während des Studienzeitraums identifiziert. Allerdings wurden fünf Personen mit Atemproblemen und 12 Personen, die einer Teilnahme nicht zustimmten, von der Studie ausgeschlossen. Darüber hinaus wurden auch 13 Personen ausgeschlossen, die in der Zeit nach dem Training keine anthropometrischen, metabolischen oder körperlichen Fitness-Assessments abgeschlossen haben. Daher wurden 80 Kinder (32 Mädchen und 48 Jungen) in diese Studie eingeschlossen. Kein Kind hatte klinische Anzeichen von muskuloskelettalen oder orthopädischen Erkrankungen, die es daran hinderten, die vorgeschlagenen körperlichen Fitnesstests durchzuführen. Die Ethikkommission der Federal University of São Paulo genehmigte das Studienprotokoll (Nummer: 795.262). Alle Eltern und Kinder unterzeichneten schriftliche Einverständniserklärungen/Zustimmungsformulare.

Experimentelles Design: Jedes Kind absolvierte das experimentelle Protokoll über einen Zeitraum von 10 Wochen, bestehend aus den Basismessungen von anthropometrischen Daten, Körperzusammensetzung, Irisinspiegeln, metabolischen und körperlichen Fitnessparametern. Alle diese Messungen wurden nach dem 10-wöchigen körperlichen Erholungsprogramm wiederholt und innerhalb von 72 Stunden nach der letzten Trainingseinheit durchgeführt.

Programm zur körperlichen Freizeitaktivität: Die Teilnehmer führten ein 10-wöchiges Programm zur körperlichen Freizeitaktivität im Zirkeltraining durch, das aus einem Übungsprogramm für Flexibilität, Koordination, Kraft (obere und untere Gliedmaßen) und aerobem Widerstand bestand, das durch die Verwendung des Polar S810i-Monitors (Polar Electro OY , Finnland; Abtastrate=100Hz) und dynamischer Balance zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit. Insgesamt wurden 40 Sitzungen mit Dauer (60 Minuten), Intensität (65 %–85 % Herzfrequenzreserve) und Häufigkeit (4 Sitzungen/Woche) durchgeführt. Jede Sitzung bestand aus drei Teilen: Aufwärmen (10 Minuten), körperliche Aktivität (45 Minuten) und Abkühlen (5 Minuten). Darüber hinaus wurde bei allen Kindern die subjektive Borg-Skala der wahrgenommenen Anstrengung zur Kontrolle der Trainingsintensität angewendet.

Anthropometrie: Körpergewicht und Körpergröße wurden in leichter Kleidung ohne Schuhe mit einer handelsüblichen Schwebebalkenwaage gemessen. Taillen- und Hüftumfang wurden mit undehnbarem Klebeband gemessen. Der Taillenumfang wurde am Ende der normalen Exspiration auf einer Höhe in der Mitte zwischen dem unteren Rippenrand und dem Beckenkamm aufgezeichnet. .

Körperzusammensetzung: Die Körperzusammensetzung wurde unter Verwendung der bioelektrischen Impedanz mit einem Einzelfrequenz-Hand-zu-Fuß-Gerät (ImpediMed DF50-Monitor, Impedimed, Australien) bewertet. Die Kinder wurden gebeten, körperliche Aktivität zu vermeiden und 2 Stunden vor der Auswertung Flüssigkeiten zu sich zu nehmen, um Messfehler aufgrund von Flüssigkeitsungleichgewichten zu vermeiden. Diese Bewertung wurde nach 5 Minuten Ruhe in Rückenlage durchgeführt, und die Elektroden wurden an der Hand, dem Handgelenk, dem Knöchel und dem Fuß der rechten Körperseite angebracht. Körperfett wurde mit Vorhersagegleichungen berechnet.

Kardiorespiratorische Fitness: Der 20-Meter-Shuttle-Run-Test (20MST) wurde bis zur geschätzten kardiorespiratorischen Fitness durchgeführt. Der Test beginnt bei 8 km/h und steigert sich jede Minute um 0,5 km/h. Dieser Test wurde auf einer ebenen Fläche durchgeführt und vom Außendienstmitarbeiter erklärt. Alle Kinder haben Anpassungen an den 20MST-Test vorgenommen. Die Geschwindigkeit in der letzten von jedem Kind absolvierten Stufe wurde aufgezeichnet und zur Berechnung des VO2max (ml/kg/min) gemäß der von Léger et al. vorgeschlagenen Gleichung verwendet.

Weitsprung aus dem Stand: Das Kind steht hinter einer auf dem Boden markierten Linie. Es wird ein zweifüßiger Start und Landung verwendet, wobei das Kind mit dem Schwingen der Arme so weit wie möglich mit beiden Füßen gleichzeitig springt. Die Testpunktzahl (besser als drei Versuche) ist der Abstand zwischen der Startlinie und der Landeposition (gemessen in Zentimetern).

Sit-and-Reach-Test: Die Flexibilität wurde unter Verwendung der Wells Bench bewertet. Für diesen Test führte das Kind die Bewegung mit überlappenden Händen, Füßen auf der Bank und vollständig gestreckten Knien mit Hilfe des Forschers aus. Das Ergebnis wurde durch die maximale Entfernung angegeben, die bei drei Versuchen erreicht wurde, wobei ein Intervall von einer Minute zwischen ihnen eingehalten wurde.

Griffstärketest: Die Griffstärke wurde für beide Hände unter Verwendung eines digitalen Dynamometers (Kern & Sohn, Modell MAP 80K1S, Deutschland) gemessen. Bei diesem Test saß das Kind auf Stühlen geeigneter Größe, die Schulter abduziert, der Ellbogen in 90-Grad-Flexion und das Handgelenk in neutraler Position. Danach forderte der Forscher das Kind auf, in kürzester Zeit die größtmögliche Kraft aufzubringen. Der Mittelwert von drei maximalen freiwilligen Kontraktionen wurde für jede Hand aufgezeichnet und in kg ausgedrückt.

Blutentnahme und biochemische Variablen: Am Morgen (7:00–9:00 Uhr) nach nächtlichem Fasten wurden die venösen Blutproben (10 ml) durch Venenpunktion einer Unterarmvene in separate Vacutainer-Röhrchen gesammelt, die sprühgetrocknetes K2EDTA-Antikoagulans oder mit enthielten Gel-Serum-Separator. EDTA-Proben wurden innerhalb von 1 Stunde nach der Blutentnahme zentrifugiert (4°C – 1.500 g für 15 min) und Plasma-Aliquots für die Irisin-Messung wurden bei –80°C bis zum Assay gelagert. Automatisierte enzymatische Verfahren wurden verwendet, um Glukose und Insulin durch Routineverfahren im klinischen Labor des Kidney & Hypertension Hospital zu messen. Die Insulinresistenz wurde nach der Homöostase-Modellbewertungsmethode (HOMA-IR) gemäß der folgenden Formel berechnet: [Glucose (mg/dl)/18 x Insulin (mUI/ml)]/22,5.

Bestimmung von Irisin: Plasma-Irisinspiegel wurden unter Verwendung eines im Handel erhältlichen ELISA-Kits (MyBioSource, Katalognummer: MBS 706887, San Diego, CA, USA) bestimmt. Die Intra-Assay- und Inter-Assay-Variationskoeffizienten betrugen weniger als 8 %. Diese Assays wurden doppelt durchgeführt, und um jegliche Voreingenommenheit zu beseitigen, entwickelte der Forscher Blindanalysetechniken.

Hämodynamische Variablen und Herzfrequenzvariabilität: Die Blutdruckwerte wurden zweimal am rechten Arm des Kindes in sitzender Position mit einem automatisierten oszillometrischen Gerät (Omron HEM907XL; Omron Healthcare; USA) mit einer geeigneten Manschettengröße gemessen. Der Blutdruckwert war der Durchschnitt von drei Messungen, die in 2-Minuten-Intervallen durchgeführt wurden. Nach diesem Verfahren wurden die Kinder gebeten, sich ruhig in Rückenlage auf einem Bett mit minimaler Körperbewegung zu legen und 10 Minuten lang spontan zu atmen, um sowohl die Ruheherzfrequenz als auch die kurzfristige Herzfrequenzvariabilität mit einem Polar S810i-Monitor (Polar Electro OY, Finnland; Abtastrate = 100 Hz). Derselbe Forscher, der für die klinischen Daten blind war, führte die Bewertung aller Kinder durch.

Verarbeitung der Herzfrequenzvariabilitätsdaten: Die Herzfrequenzvariabilitätsindizes wurden wie zuvor beschrieben berechnet 27, 28. Kurz gesagt wurden normale Schlag-zu-Schlag-Intervalle vom Polar S810i an die Precision Performance Software durch ein Infrarot-Schnittstellengerät übertragen. Diese Daten wurden in einer spezifischen vorherigen Routine verarbeitet, die in MatLab (Math Works, Version 6.0, USA) für die automatische Auswahl von 5 Minuten RR mit der kleinsten Varianz entworfen wurde. Anschließend wurden diese 5-minütigen Zeitreihen in der Kubios-Software (Biosignal Analysis and Medical Image Group, University of Kuopio, Finnland) analysiert. In dieser Software wurden die Artefakte mit einem moderierten Filter korrigiert und die Zeitbereichskomponenten berechnet. Die folgenden Zeitbereichsindizes wurden analysiert: Herzfrequenz (HF), MNN (Durchschnitt aller normalen RR-Intervalle), SDNN (Standardabweichung der RR-Intervalle), RMSSD (mittlerer quadratischer Mittelwert der aufeinanderfolgenden Differenzen der RR-Intervalle) und pNN50 (Prozent RR-Intervalle mit einem Unterschied in der Dauer von mehr als 50 ms). Die Frequenzbereichskomponenten wurden auch durch ein 2-Leistungsspektrum bewertet. Die klassische Frequenz Niederfrequenz (LF= 0,041-0,15 Hz) und Hochfrequenz (HF= 0,15-0,40 Hz) Bänder wurden in normalisierten Einheiten (n.u.) ausgedrückt. Darüber hinaus wurde auch das Verhältnis von LF/HF berechnet. Die Spektralanalyse wurde wie empfohlen unter Verwendung der nichtparametrischen Methode der schnellen Fourier-Transformationsalgorithmen geschätzt.

Isolierung von mononukleären Zellen aus peripherem Blut: In diesem Assay wurden 5–6 ml aus peripherem Blut in EDTA-Röhrchen gesammelt. Unter sterilen Bedingungen wurden Tibia- und Femurhöhlen mit DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium, GIBCO, USA) gespült, um Knochenmark (BM) zu erhalten. PB und BM wurden durch Gradientendichtezentrifugation (2.500 U/min, 25 min, 20–22°C) (Ficoll-Paque, GE, Deutschland) fraktioniert, und dann wurden mononukleäre Zellen, die aus ihren Proben erhalten wurden, einer Anzahlquantifizierung und In-vitro-Funktion zugeführt .

Endotheliale Vorläuferzellen Immunphänotypisierung und Quantifizierung durch Durchflusszytometer: Mononukleäre Zellen wurden als endotheliale Vorläuferzellen als CD34+/VEGFR2+-Zellen betrachtet. Kurz gesagt wurden 1 × 10 6 mononukleäre Zellen einzeln mit den folgenden Antikörpern inkubiert (Raumtemperatur, im Dunkeln, 30 min): Anti-CD34-PeCY7 plus VEGFR2-FITC oder mit Isotypkontrollen Anti-IgG-PE-Cy7 plus IgG-FITC. Nach der Inkubation wurden die Zellen in PBS gewaschen und in 1 % Paraformaldehydlösung fixiert. Fixierte Zellen wurden aufbewahrt (4°C, im Dunkeln, für 15–20 Stunden) und dann in einem Durchflusszytometer (FACSCANTO, BD Biosciences, USA) analysiert, indem 1.000.000 gesammelt wurden Veranstaltungen. Die Daten wurden mit der BD FACSDIVA - Software analysiert . Gates wurden auf dem Vorwärts- und Seitenstreudiagramm (FSC/SSC) etabliert, das ausgewählten mononukleären Zellen entsprach, gefolgt von CD34-PeCY7 plus VEGFR2-FITC-Gate. Die Anzahl der EPCs (CD34+/VEGFR2+) wurde als Prozentsatz der CMN-Ereignisse berechnet30.

Endotheliale Vorläuferzellen – Funktionelle Kapazität in vitro Assay: Mononukleäre Zellen wurden einzeln in vitro an eine koloniebildende Einheit adressiert. Kurz gesagt wurden 5 × 10 6 MNCs (37 °C, 5 % CO 2 , 95 % Feuchtigkeit) auf 6 Vertiefungen kultiviert, die mit Fibronectin vorbeschichtet und mit EndoCult-Medium ausgesät waren. Nach 48 Stunden wurden 1 × 10 6 nicht-adhärente Zellen dreifach auf vorbeschichtete 24-Wells mit Fibronektin übertragen und für 72–96 Stunden (37 °C, 5 % CO 2 , 95 % Feuchtigkeit) in EndoCult-Medium kultiviert. Anschließend wurden die koloniebildenden Einheiten manuell von 2 geblendeten Beobachtern im inversen Mikroskop gezählt.

Statistische Analyse: Statistische Analysen wurden unter Verwendung von SPSS Version 21.0 für Windows (IBM Corporation, USA) durchgeführt. Kategoriale Variablen wurden mit dem Chi-Quadrat-Test verglichen. Alle kontinuierlichen Variablen wurden mit dem Shapiro-Wilk-Test auf Normalität untersucht. Da unsere Daten eine nichtparametrische Verteilung aufwiesen, wurde der Wilcoxon-Test für gepaarte Daten verwendet, um die Differenz zwischen den Ausgangswerten und den Werten des körperlichen Aktivitätsprogramms nach der Freizeit zu bewerten. Darüber hinaus haben wir den Rho-Korrelationskoeffizienten von Spearman verwendet, um die Beziehung zwischen Irisin und unabhängigen Faktoren zu bestimmen. Die Daten wurden als Mittelwert ± Standardabweichung ausgedrückt. Statistische Tests waren zweiseitig und das Signifikanzniveau wurde auf P < 0,05 festgelegt.