肥満と運動不足が妊娠の転帰に及ぼす影響

妊娠中の運動は、より痩せて体重が軽く、より健康な乳児の出産に関連しています (Clapp 1990、Clapp 2000)。 その後、高い乳児肥満率と出生体重は、小児肥満と成人肥満の強力な予測因子となります (Catalano 2006、Danielzk 2002)。 したがって、妊娠中の母親の運動不足は子供に重大な影響を与える可能性があり、その影響は成人期まで及ぶ可能性があります。 妊娠中の運動は母親の健康にも重要な役割を果たします。 活動的な妊婦は、妊娠中の体重増加が少なく (Clapp 1995)、妊娠後の体重維持も少ない傾向があります (O'Toole, 2003)。 過剰な在胎体重増加は、母体の過体重と産後の肥満の最も強い危険因子であり、肥満やインスリン抵抗性などの多くの母体と新生児の代謝の悪影響と関連しているため（Heerwagen 2010）、運動が母体と新生児の転帰に与える影響相当なものになる可能性があります。 これらの変化の根底にあるメカニズムはほとんど理解されておらず、それを明らかにしようとする研究は非常に重要です。

非妊娠者の習慣的な身体活動は、脂肪酸の酸化を増加させることによって脂質代謝を積極的に変化させることが示されている(Martin 1996)が、妊娠中の母体の脂質代謝に対する身体活動の影響は研究されていない。 子宮内の代謝環境の変化が胎児のプログラミングに重要な役割を果たしている可能性があることを示唆する以前の研究（Heerwagen 2010）により、母体の脂質代謝の改善が、運動をしている妊婦の新生児の代謝結果の改善に寄与する可能性があると考えるのは合理的です。 私たちのグループの予備データでは、肥満の妊婦と痩せた妊婦では、脂質の酸化速度が子供の出生体重と有意に相関していることがわかりました。母親の脂質代謝が新生児の代謝結果に寄与する可能性があることを示唆しています。 非活動的な妊婦では、妊娠中や肥満中に起こる既知の生理的脂肪組織の脂肪分解の増加と併せて、脂質の酸化能力が損なわれるため、酸化されていない血漿脂肪酸が過剰に生成され、脂肪組織内で再エステル化されたり、脂肪組織に送達されたりする可能性があります。胎児。 この一連の出来事は、母体と新生児の肥満の増加に寄与する可能性があります。

さらに、脂質代謝の副産物として知られる過剰な活性酸素種の生成は、肥満妊婦の酸化ストレスプロファイルの変化/異常の一因となる可能性があります。 活性酸素種は生理的妊娠中および非妊娠肥満中に上方制御されており、研究では酸化ストレスが新生児の転帰不良に関連している可能性があることを示唆しています (Heerwagen 2010)。 非妊娠者では、長期の身体活動が酸化ストレスプロファイルを改善することが示されています (Fisher-Wellman 2009)。 したがって、妊娠中に運動する女性は、抗酸化能力が高く、酸化ストレスのマーカーが低い可能性があります。どちらも新生児の良好な転帰に寄与する可能性があります。 しかし、これはまだ研究されていません。

肥満は、妊娠中の脂質代謝、酸化ストレス、新生児の転帰にも悪影響を与えると考えられています。 したがって、肥満の活動的な妊婦と肥満の非活動的な妊婦でこれらのパラメーターを比較する予定です。 この研究デザインにより、母親の脂質代謝と酸化ストレスの好ましくないプロファイル、および新生児の代謝結果（肥満とインスリン抵抗性）が運動不足や肥満に起因するのかどうかを判断するためにグループを比較することができます。 非妊娠成人を対象としたこれまでの研究では、併存疾患の存在は体重よりも身体活動レベルとの相関が高いことが示唆されている（Blair 1989、1999、Sui 2007）。 この発見は、「肥満は発育中の胎児にとって最も一般的な健康リスクである可能性がある」と示唆する妊娠に関するこれまでの文献の多くに反している(Heerwagen 2010)。 母体の脂質代謝と酸化ストレスのプロファイル、および活動的および非活動的な妊婦の新生児転帰におけるそれらの関係についての知識は、肥満妊娠の不良転帰に寄与する可能性のある要因をターゲットとするライフスタイルと医療介入の指針となる可能性があります。 現在、私たちは、すべてのデータ収集の最後に比較に使用できる、痩せていて活動的ではない妊婦に関するデータを収集しています。

これは、肥満妊娠における身体活動、脂質代謝、酸化ストレスの関係を調査した最初の研究です。 私たちは、提案された研究の結果が、新生児の短期的および長期的な健康を最大化するために、妊娠中の（体重に関係なく）身体的に活動的なライフスタイルの重要性を実証することを期待しています。 さらに、これらの結果が、運動不足が肥満よりも新生児の予後不良に大きな影響を与えることを実証することにより、出産適齢期の肥満および過体重の女性が運動を続ける、または運動するよう奨励することを期待しています。 現在の文献の多くが母親の肥満が新生児の転帰に及ぼす悪影響に焦点を当てているため、これらの発見はユニークである。 ブレアら。 Blair は、非妊娠者集団において、運動不足が肥満よりも全死因死亡のより強力な予測因子であることを一貫して実証してきました (Blair 1989, 1999)。 同様に、新生児の転帰を改善するには、単に健康な体重を維持することよりも、妊娠中の身体活動の方が重要であると私たちは考えています。 このアイデアは、妊娠と妊娠の結果に関してこれまで調査されていなかったものであり、斬新かつ革新的です。

定期的な身体活動が新生児の転帰に及ぼす影響を判断することに加えて、母体の脂質代謝と酸化ストレスのプロファイルを測定することで、身体活動を行っている妊婦の転帰改善に関与するメカニズムについての貴重な知識が得られます。 また、運動中の母親の脂質代謝と酸化ストレスプロファイルを測定することは新規であり、臨床的に洞察力に富みます。 このパラダイムは、安静時にこれらの要因を測定する場合には検出できない可能性のある母体の代謝および/または酸化ストレスプロファイルの変化を明らかにする可能性を秘めています。 さらに、運動中の代謝と酸化ストレスの測定は、育児や家事などの日常のライフスタイルタスクを模倣する活動中の母親の代謝に関する情報を提供することで臨床的に役立ちます（〜3〜5 METS）。 したがって、この研究デザインは、日常のライフスタイル活動における母親の脂質代謝と酸化ストレスプロファイルについての貴重な洞察と理解を深めることを提供します。

方法

科目：

ワシントン大学バーンズ・ユダヤ病院のウィメンズ・ヘルス・クリニックで産前ケアを希望するすべての女性は、クリニックで病歴に基づいて包含BMIのスクリーニングを受けます。 対象者は、運動習慣について質問した後、妊娠第2学期の後半にウィメンズヘルスクリニックで募集される。 現在妊娠中で基準を満たしているすべての患者に、研究への登録を求めます。 この研究では、妊娠 30 週から 35 週の妊婦の 2 つのグループを比較します。 最初のグループは非活動的な肥満女性であり、もう 1 つのグループは活動的な肥満女性です。 1 グループあたり最大 15 人の被験者を募集します (N=30)。 グループはレースで対戦されます。

2012 年の Pomeroy らのサンプル サイズ計算データでは、加速度計を使用して身体活動を測定し、空気変位プレチスモグラフィーを使用して新生児の体組成を測定する場合 (私たちが使用を提案しているのと同じ測定値)、スピアマン相関係数が母体間の関連を示すと述べています。身体活動レベルと新生児の除脂肪量は r=0.5226 です。 この R 値と 0.05 のアルファを使用すると、0.85 (ベータ = 0.15) での研究を適切に検出するには、合計 30 人の参加者 (グループあたり 15 人) が必要となります。

研究手順:

すべての研究手順は、ワシントン大学医学部 (WUSM) の臨床およびトランスレーショナルサイエンス研究所の臨床研究ユニット (CRU) で行われます。

CRU 訪問 2 回中 1 回目: 体組成と体力の評価 (妊娠 32 ～ 37 週):

母体の体組成:

母体の体組成（体脂肪率）を決定するために、皮膚のひだの測定が行われます。 これは、前述のように (Jackson and Pollock 1980) ノギスで 7 か所の皮膚のひだを押し、その厚さを記録することによって行われます。

母親の体力レベル:

母親のフィットネスレベルは、リカンベント自転車での最大下サイクルテストを使用して評価されます。 被験者は自転車に快適に座り、脚を伸ばしたときに膝がわずかに曲がるようにペダルが適切に調整されます。 その後、ACSM の運動テストと処方に関するガイドラインに従って、YMCA 最大下多段階サイクルエルゴメーターテストを完了します (Thompson 2010)。 Sady らは、VO2 心拍数外挿法が妊娠中の VO2max を予測する最も正確な方法であると結論付けており (1985 年)、YMCA テストはこの方法を利用しています。 運動テスト中に心拍数を監視するために 3 誘導 ECG が適用されます。

母親の身体活動レベル:

毎日の母親の身体活動レベルを客観的に測定するために、これらのテストの翌週に ActiGraph GT3X+ 加速度計 (ActiGraph LLC、フロリダ州ペンサコーラ) を使用して、毎日の母親の身体活動を評価します。 ActiGraph データは、利き腕ではない手首で 30 ヘルツで 7 日間連続して収集されます。 座りがちな活動と活動的な（軽い、ライフスタイル、適度な、精力的な、および非常に活発な）活動に費やした時間は、ActiGraph ソフトウェアを使用する Freedson らのアルゴリズムを使用して計算されます (Freedson 1998)。 また、妊娠身体活動アンケート (PPAQ) を使用して、母親の身体活動レベルを主観的に測定します。 PPAQ は、妊娠中の身体活動レベルを測定する有効かつ信頼できる手段です (Chasan-Taber 2011)。 PPAQ は、活動レベルに関する追加の詳細を提供するだけでなく、アクチグラフが検出できない可能性のある活動 (つまり、 エアロバイクに乗る）。

食事摂取量と組成:

食事の違いを説明するために、被験者は国立衛生研究所の食事履歴質問票 II に記入します。 この食事評価は厳密に検証されており (Subar 2001)、多くの異なる集団の間で広く使用されています。 過去の文献でも、食歴アンケートが有効であり、妊娠中の集団の間で再現可能であることが実証されています (Vioque 2013)。

CRU 訪問 #2/2: 運動研究中の脂質代謝 (妊娠 32 ～ 37 週):

身長、体重、バイタルを測定した後、各採血の前にカテーテル (IV) を手の静脈に配置し、加温ボックスで加熱します。 参加者は、間接熱量測定 (True One 2400、Parvo Medics、サンディ、ユタ州) を使用して脂質酸化速度を測定する前に、約 30 分間休憩します。 参加者は仰向けになり、フード装置を頭の上に 15 分間置き、酸素消費量と二酸化炭素生成を測定して脂質の酸化速度を測定します 34。 最初の間接熱量測定が行われた後、基礎採血が行われます。 基礎インスリンおよびグルコースレベルは、恒常性モデル評価 - インスリン抵抗性 (HOMA-IR) を介して母体のインスリン抵抗性を計算するために使用されます。 この採血の後、参加者は、リカンベントサイクルエルゴメーター（オーストラリア、ニューサウスウェールズ州、InMedのLode Corvial）を使用して、予測VO2max（YMCA最大下サイクルテストに基づく）の約50％で30分間運動します。 血液は運動中のさまざまな時点で収集されます。 間接熱量測定 (マウスピース、ノーズクリップ、およびソフトウェアの運動バージョンを使用) も、低レベルの運動中の脂質酸化と全身酸素消費量を測定するために、一度に 2 分間実行されます。 エクササイズ終了後、参加者は仰臥位に戻ります。 回復期の採血が行われ、間接熱量測定が行われます。

さまざまな時点で採取された血液は、グルコース、インスリン、遊離脂肪酸、活性酸素種 (質量分析による F2-イソプロスタン (8-iso-PGF2α とも呼ばれる) (Milne 2007))、および総抗酸化能力を測定するために使用されます。 （総抗酸化能力アッセイ（TAC）、Cell Biolabs, Inc.、サンディエゴ、カリフォルニア州）。 これらの測定値はすべて、インスリン抵抗性、酸化ストレス、およびいずれかの状態に寄与している可能性のあるメカニズムをより深く理解するのに役立ちます。

分娩：

出産時には母体の体重を測定し、在胎体重増加を測定します。 新生児の体重、身長、頭囲も測定されます。 乳児の HOMA-IR と胎児への脂肪酸の送達は、分娩時の臍帯血漿グルコース、インスリン、脂肪酸濃度を測定することによって決定されます。 分娩後 48 時間以内に、WUSM の CRU で皮膚ひだ厚さ測定および空気置換プレチスモグラフィー (カリフォルニア州コンコードの Life Measurement, Inc.、Pea Pod) によって新生児の体組成 (脂肪および除脂肪量) が測定されます。

統計分析: 反復測定 ANOVA (グループ x 時間) を使用して、妊娠中の運動前、運動中、運動後の 2 つのグループ間の脂質酸化速度と酸化ストレス プロファイルを比較します。 正規分布変数のピアソン積モーメント相関係数と非正規分布変数のスピアマンの順位係数を使用して、母体の脂質酸化速度、血漿酸化ストレス マーカー、および新生児の代謝結果の間の関係を検査します。 また、回帰分析を使用して、肥満女性の母親の身体活動レベルと新生児の体組成および/またはインスリン抵抗性との関係を調べることもできます（Pomeroy et al. 2012 が正常体重の妊婦に対して行ったことと同様です）。