Il ruolo dell'attività fisica durante la gravidanza sulla funzione metabolica, l'infiammazione e gli esiti materni e neonatali

L'obesità materna è un problema significativo per la salute pubblica negli Stati Uniti poiché una donna su tre entra in gravidanza obesa e l'obesità materna è associata a un gran numero di esiti materni e neonatali sfavorevoli. Fortunatamente, uno stile di vita fisicamente attivo durante la gravidanza ha dimostrato di migliorare gli esiti sfavorevoli spesso associati all'obesità. È stato dimostrato che l'attività fisica durante la gravidanza migliora la resistenza all'insulina materna e riduce l'aumento di peso gestazionale materno. Inoltre, i neonati di donne fisicamente attive hanno una minore adiposità rispetto ai neonati nati da donne inattive. Sebbene le relazioni tra l'attività fisica e gli esiti materni e neonatali siano ben consolidate, si sa poco sul potenziale della disfunzione metabolica e/o dell'infiammazione come meccanismi che mediano l'impatto positivo dell'inattività fisica sulla salute materna e neonatale. Comprendere i meccanismi che collegano l'attività fisica materna a risultati migliori informerà meglio le future strategie di intervento mirato.

Gli adattamenti metabolici, in particolare i cambiamenti nel metabolismo dei lipidi e dei carboidrati, si verificano durante la normale gravidanza fisiologica per fornire un adeguato apporto di nutrienti al feto in via di sviluppo nonostante l'assunzione dietetica materna intermittente. Tuttavia, nelle donne in gravidanza obese questi adattamenti metabolici possono essere aumentati da un'ulteriore disfunzione metabolica materna. Inoltre, è ben noto che la disfunzione metabolica nelle donne in gravidanza obese ha gravi implicazioni per la salute materna e neonatale. Il metabolismo del substrato materno non solo contribuisce a condizioni di salute materna come il diabete gestazionale, ma svolge anche un ruolo importante nella crescita e nello sviluppo fetale. L '"ipotesi delle origini fetali" suggerisce che un ambiente metabolico intrauterino alterato possa contribuire alla programmazione degli esiti neonatali a breve e lungo termine.

L'inflessibilità metabolica può svolgere un ruolo importante nella salute materna e neonatale; tuttavia, non è stato studiato durante la gravidanza. Nelle popolazioni non gravide, l'attività fisica è positivamente correlata alla flessibilità metabolica e l'attività fisica migliora la flessibilità metabolica negli individui magri e obesi.

Il ruolo dell'attività fisica nella modulazione dell'inflessibilità metabolica nelle donne in gravidanza magre e obese non è stato studiato. Tuttavia, una ridotta capacità di passare al metabolismo dei grassi dopo un carico elevato di grassi è probabilmente un indicatore migliore della disregolazione metabolica rispetto al metabolismo durante le condizioni di riposo. Pertanto, l'attuale studio propone di esaminare il ruolo di uno stile di vita fisicamente attivo sulla funzione metabolica nelle donne in gravidanza magre e obese.

Questo progetto determinerà anche le relazioni tra infiammazione, flessibilità metabolica e altri importanti esiti materni (aumento di peso gestazionale) e neonatali (adiposità e insulino-resistenza). L'obiettivo di questo progetto è studiare l'impatto di uno stile di vita fisicamente attivo sull'infiammazione e risposte metaboliche a un pasto ricco di grassi nelle donne in gravidanza magre e obese.

I ricercatori ipotizzano che uno stile di vita fisicamente attivo tra donne incinte magre e obese migliorerà la funzione metabolica e l'infiammazione, mediando così gli effetti positivi dell'attività fisica sugli esiti di salute materna e neonatale

Sessanta donne (30 magre, 30 obese) saranno reclutate tra le 28 e le 32 settimane di gravidanza.

Consenso e valutazione dell'attività fisica Il team dello studio incontrerà e acconsentirà il paziente in un ufficio privato. Ai partecipanti verrà fornito un accelerometro Actigraph Link (ActiGraph LLC, Pensacola, FL) per confermare oggettivamente i loro livelli di attività fisica dichiarati. Il Link verrà posizionato sul polso non dominante con braccialetti di tipo ospedaliero non rimovibili. Gli accelerometri tri-axel da polso sono una misura valida del dispendio energetico dell'attività fisica nelle donne in gravidanza. Inoltre, i dati precedenti sull'accettabilità suggeriscono che i partecipanti non si oppongono all'uso di dispositivi da polso 24 ore al giorno e riteniamo che i dispositivi da polso con braccialetti di tipo ospedaliero ci darebbero la migliore conformità e dati sull'usura 24 ore al giorno. I dati saranno raccolti per sette giorni consecutivi a 30 Hz. L'uscita dell'accelerometro sarà campionata da un convertitore analogico-digitale a 12 bit. La percentuale di tempo trascorso in sedentarietà e la quantità di tempo trascorso partecipando a diverse categorie di attività fisica che vanno da leggero e stile di vita a moderato saranno calcolate utilizzando algoritmi corrispondenti ai seguenti conteggi di attività: sedentario: 0 - 99 conteggi/min, leggero : 100 - 759 conteggi/min, stile di vita: 760 - 1951 conteggi/min, moderato: 1952-5724 conteggi/min.

Inflessibilità metabolica materna e infiammazione in risposta a un pasto ricco di grassi I partecipanti si riferiranno al laboratorio di esercizi situato nel Medical Health Complex di Bowling Green, KY alle 8:00 circa dopo un digiuno di 10 ore. Ai partecipanti verranno fornite istruzioni scritte per consumare una dieta standardizzata il giorno prima con circa il 50% di carboidrati, il 30% di grassi e il 20% di proteine. Il peso, l'altezza e i segni vitali del partecipante verranno rilevati all'arrivo. La composizione corporea sarà misurata utilizzando l'antropometria delle pliche cutanee per determinare la percentuale di grasso corporeo materno. La percentuale di grasso corporeo sarà determinata premendo le pieghe della pelle in sette siti con un calibro (Harpenden Skinfolds Caliper, Baty International, Regno Unito), registrando lo spessore della piega della pelle e inserendo i dati in un'equazione standardizzata che tiene conto dell'età, una tecnica che è stato utilizzato durante la gravidanza in studi precedenti.

Il tasso metabolico a riposo e il quoziente respiratorio saranno misurati per ~ 30 minuti utilizzando l'opzione TrueOne Canopy e il carrello metabolico TrueOne (TrueOne 2400, Parvomedics, Sandy, UT). I tassi di ossidazione dei lipidi e dei carboidrati saranno calcolati misurando il consumo di ossigeno e la produzione di anidride carbonica come precedentemente descritto. Dopo la misurazione del metabolismo a riposo di base, verrà ottenuto un prelievo di sangue di base (punto temporale - 0). Dopo il prelievo di sangue di base, i partecipanti consumeranno un pasto standard da 1000 kcal ad alto contenuto di grassi, simile nella composizione agli studi precedenti. Il pasto ad alto contenuto di grassi consisterà in un frullato di Smoothie King (55,9% di grassi, 29,4% di carboidrati, 14,7% di proteine). Verranno prelevati ulteriori campioni di sangue 60, 120 e 240 minuti dopo il consumo del pasto. Il tasso metabolico a riposo e il quoziente respiratorio saranno ottenuti una seconda volta per ~ 30 minuti dal minuto 210 al minuto 240 dopo il consumo del pasto. Verrà prelevato un totale di 32 ml di sangue materno. I punti temporali per la valutazione delle risposte metaboliche a un carico elevato di grassi sono stati scelti sulla base dei dati di studi precedenti che esploravano l'inflessibilità metabolica e l'infiammazione in risposta a un pasto ricco di grassi in altre popolazioni.

I prelievi di sangue saranno utilizzati per analizzare il glucosio plasmatico materno, l'insulina, il c-peptide, gli acidi grassi liberi, i lipidi (trigliceridi, HDL, LDL) e i marcatori infiammatori (IL-6, TNF-α, IL-1α). Tutti i campioni di sangue verranno analizzati utilizzando protocolli standardizzati presso il Biochemistry Lab presso WKU o il Washington University Core Laboratory for Clinical Studies. Questi dati forniranno ulteriori informazioni sulle risposte metaboliche al carico elevato di grassi. I livelli basali di insulina e glucosio saranno utilizzati per calcolare il modello omeostatico di valutazione dell'insulino-resistenza (HOMA-IR), un indice di insulino-resistenza che riflette la concentrazione di glucosio a digiuno misurata alla concentrazione di insulina a digiuno. I dati sul test di tolleranza al glucosio orale di ciascun partecipante (eseguito ~ 24-28 settimane di gestazione) saranno ottenuti anche da grafici prenatali per esaminare l'insulino-resistenza.

Durante il periodo di studio di quattro ore, ai partecipanti verrà chiesto di rimanere sdraiati e riposare. I partecipanti completeranno anche diversi sondaggi durante questo periodo, incluso il questionario sulla storia dietetica II convalidato dal National Institutes of Health per determinare le potenziali differenze nella dieta quotidiana e il questionario sull'attività fisica della gravidanza per determinare il dominio e la modalità delle attività fisiche.

Esiti neonatali Al parto, il peso, la lunghezza e la circonferenza cranica neonatale saranno ottenuti tramite gli infermieri del travaglio e del parto. Saranno ottenuti circa 20 ml di sangue del cordone ombelicale, centrifugato entro un'ora dalla consegna e posto in un congelatore a -80º C. L'insulina neonatale, il glucosio, i marcatori infiammatori (IL-6, TNF-α, IL-1α) e gli acidi grassi liberi saranno determinati dal plasma del cordone ombelicale.

Entro 48 ore dal parto, la composizione corporea neonatale (massa grassa e magra) sarà misurata mediante misurazione dello spessore della piega cutanea al letto del paziente. Saranno ottenuti grafici prenatali materni al fine di determinare l'aumento di peso gestazionale e qualsiasi altra condizione medica che possa influenzare l'interpretazione dei risultati dello studio.

Procedure statistiche Calcolo della dimensione del campione A causa della mancanza di dati riguardanti l'inflessibilità metabolica durante la gravidanza e la natura esplorativa dello studio, sono stati utilizzati i dati di uno studio precedente che confrontava l'inflessibilità metabolica tra diverse popolazioni non gravide utilizzando la stessa metodologia dello studio attuale, dove 29 soggetti per gruppo fornirebbero l'80% di potenza per rilevare differenze nella flessibilità metabolica (tramite calorimetria indiretta) tra donne incinte attive e inattive.

Analisi statistiche La normalità della distribuzione per ogni variabile sarà testata utilizzando i test di Kolmogorov-Smirnov. Per valutare il grado di relazione tra le variabili verranno utilizzati i coefficienti di correlazione prodotto-momento di Pearson per variabili distribuite normalmente o il coefficiente di correlazione ordine di rango di Spearman per variabili non distribuite normalmente. Verranno utilizzate correlazioni parziali per correggere potenziali fattori confondenti. I t-test indipendenti di Student per le variabili normalmente distribuite e i test U di Mann-Whitney per le variabili non normalmente distribuite saranno utilizzati per confrontare i risultati tra donne incinte magre e obese. Tutti i test saranno a due code con un valore p <0,05 che denota significatività statistica. Tutte le analisi dei dati saranno condotte utilizzando IBM SPSS Statistics, versione 22 (Armonk, New York).