Rollen til fysisk aktivitet under graviditet på metabolsk funksjon, betennelse og utfall hos mor og nyfødte

Fedme hos mødre er et betydelig folkehelseproblem i USA ettersom én av tre kvinner blir overvektige i svangerskapet, og fedme hos mødre er assosiert med et stort antall ugunstige mødre- og neonatale utfall. Heldigvis har en fysisk aktiv livsstil under graviditet vist seg å forbedre ugunstige utfall ofte forbundet med fedme. Fysisk aktivitet under graviditet har vist seg å forbedre mors insulinresistens og redusere svangerskapets vektøkning. I tillegg har nyfødte av fysisk aktive kvinner lavere fettnivå sammenlignet med nyfødte født av inaktive kvinner. Selv om forholdet mellom fysisk aktivitet og mødre- og neonatale utfall er veletablert, er lite kjent om potensialet for metabolsk dysfunksjon og/eller betennelse for å tjene som mekanismer som medierer den positive effekten av fysisk inaktivitet på mødres og nyfødtes helse. Å forstå mekanismer som kobler mors fysiske aktivitet til forbedrede resultater vil bedre informere fremtidige målrettede intervensjonsstrategier.

Metabolske tilpasninger, spesifikt endringer i lipid- og karbohydratmetabolismen, skjer under normal fysiologisk graviditet for å gi en tilstrekkelig næringstilførsel til fosteret i utvikling til tross for intermitterende maternell kostinntak. Hos overvektige gravide kvinner kan imidlertid disse metabolske tilpasningene bli forsterket av ytterligere metabolsk dysfunksjon hos mor. Videre er det veletablert at metabolsk dysfunksjon hos overvektige gravide kvinner har alvorlige implikasjoner for mors og nyfødte helse. Maternal substratmetabolisme bidrar ikke bare til mors helsetilstander som svangerskapsdiabetes, men den spiller også en viktig rolle i fosterets vekst og utvikling. "Fosterets opprinnelseshypotesen" antyder at et endret intrauterint metabolsk miljø kan bidra til programmering av kort- og langsiktige neonatale utfall.

Metabolsk infleksibilitet kan spille en viktig rolle for mødres og nyfødtes helse; det har imidlertid ikke blitt undersøkt under graviditet. I ikke-gravide populasjoner er fysisk aktivitet positivt korrelert med metabolsk fleksibilitet, og fysisk aktivitet forbedrer metabolsk fleksibilitet hos magre og overvektige individer.

Rollen til fysisk aktivitet i å modulere metabolsk ufleksibilitet hos magre og overvektige gravide kvinner har ikke blitt studert. En svekket evne til å bytte til fettmetabolisme etter en høy fettmengde er imidlertid sannsynligvis en bedre indikator på metabolsk dysregulering enn metabolisme under hvileforhold. Derfor foreslår den nåværende studien å se på rollen til en fysisk aktiv livsstil på metabolsk funksjon hos magre og overvektige gravide kvinner.

Dette prosjektet vil også bestemme sammenhengen mellom betennelse, metabolsk fleksibilitet og andre viktige (gestasjonell vektøkning) og neonatale (adipositas og insulinresistens) utfall. Målet med dette prosjektet er å undersøke effekten av en fysisk aktiv livsstil på inflammatorisk og metabolske reaksjoner på et fettrikt måltid hos magre og overvektige gravide kvinner.

Etterforskerne antar at en fysisk aktiv livsstil blant magre og overvektige gravide kvinner vil forbedre metabolsk funksjon og betennelse og dermed mediere de positive effektene av fysisk aktivitet på mødre og nyfødte helseresultater

Seksti kvinner (30 magre, 30 overvektige) vil bli rekruttert mellom 28-32 uker av svangerskapet.

Samtykke og fysisk aktivitetsvurdering Studieteamet vil møte og samtykke pasienten på et privat kontor. Deltakerne vil få et Actigraph Link Accelerometer (ActiGraph LLC, Pensacola, FL) for å objektivt bekrefte deres selvrapporterte fysiske aktivitetsnivåer. Linken vil bli plassert på det ikke-dominante håndleddet med ikke-avtakbare armbånd av sykehuskvalitet. Håndleddsbårne tri-aksel-akselerometre er et gyldig mål på fysisk aktivitetsenergiforbruk hos gravide kvinner. I tillegg tyder tidligere data om akseptabilitet på at deltakerne ikke motsetter seg å bruke håndleddsbårne enheter 24 timer i døgnet, og vi tror at håndleddsbårne enheter med armbånd av sykehustype vil gi oss best samsvar og 24 timers slitasjedata. Data vil bli samlet inn i syv påfølgende dager ved 30 Hz. Akselerometerutgangen vil bli samplet av en 12-bits analog-til-digital-omformer. Prosentandelen av tid brukt stillesittende samt mengden tid brukt på å delta i ulike kategorier av fysisk aktivitet, fra lett og livsstil til moderat, vil bli beregnet ved hjelp av algoritmer som tilsvarer følgende aktivitetstall: stillesittende: 0 - 99 tellinger/min, lett : 100 - 759 tellinger/min, livsstil: 760 - 1951 tellinger/min, moderat: 1952-5724 tellinger/min.

Maternal metabolsk ufleksibilitet og betennelse som svar på et fettrikt måltid Deltakerne vil rapportere til treningslaboratoriet som ligger på Medical Health Complex i Bowling Green, KY ca. kl. 08:00 etter en 10-timers faste. Deltakerne vil få skriftlige instruksjoner for inntak av et standardisert kosthold dagen før med ca. 50 % karbohydrat, 30 % fett og 20 % protein. Deltakerens vekt, høyde og vitale egenskaper vil bli tatt ved ankomst. Kroppssammensetning vil bli målt ved bruk av hudfoldantropometri for å bestemme mors prosent kroppsfett. Kroppsfettprosent vil bli bestemt ved å trykke på hudfolder på syv steder med en skyvelære (Harpenden Skinfolds Caliper, Baty International, Storbritannia), registrere hudfoldtykkelse og legge inn dataene i en standardisert ligning som tar hensyn til alder, en teknikk som har blitt brukt under graviditet i tidligere studier.

Hvilemetabolsk hastighet og respirasjonskvotient vil bli målt i ~30 minutter ved bruk av TrueOne Canopy Option og TrueOne Metabolic Cart (TrueOne 2400, Parvomedics, Sandy, UT). Lipid- og karbohydratoksidasjonshastigheter vil bli beregnet ved måling av oksygenforbruk og karbondioksidproduksjon som tidligere beskrevet. Etter baseline-målingen av hvilemetabolisme vil en baseline-blodprøve bli tatt (tidspunkt-0). Etter baseline blodprøvetaking, vil deltakerne innta et standard 1000-kcal måltid som inneholder mye fett, tilsvarende sammensetningen som tidligere studier. Det fettrike måltidet vil bestå av en Smoothie fra Smoothie King (55,9 % fett, 29,4 % karbohydrater, 14,7 % protein). Ytterligere blodprøver vil bli tatt 60, 120 og 240 minutter etter at måltidet er inntatt. Hvilemetabolsk hastighet og respirasjonskvotient vil bli oppnådd en gang til i ~30 minutter fra minutt 210 til 240 minutter etter måltid. Totalt 32 ml mors blod vil bli tappet. Tidspunkter for vurdering av metabolske responser på en fettmengde ble valgt basert på data fra tidligere studier som undersøkte metabolsk infleksibilitet og betennelse som respons på et fettrikt måltid i andre populasjoner.

Blodprøver vil bli brukt til å analysere mors plasmaglukose, insulin, c-peptid, frie fettsyrer, lipider (triglyserider, HDL, LDL) og inflammatoriske markører (IL-6, TNF-α, IL-1α). Alle blodprøver vil bli analysert ved hjelp av standardiserte protokoller ved Biochemistry Lab ved WKU eller Washington University Core Laboratory for Clinical Studies. Disse dataene vil gi tilleggsinformasjon angående metabolske reaksjoner på den høye fettmengden. Baseline insulin- og glukosenivåer vil bli brukt til å beregne den homeostatiske modellen vurdering-insulinresistens (HOMA-IR), en indeks for insulinresistens som gjenspeiler fastende glukosekonsentrasjon målt ved fastende insulinkonsentrasjon. Data om hver deltakers orale glukosetoleransetest (utført ~24-28 ukers svangerskap) vil også bli hentet fra prenatale diagrammer for å undersøke insulinresistens.

I løpet av den fire timers studieperioden vil deltakerne bli bedt om å ligge tilbakelent og hvile. Deltakerne vil også gjennomføre flere undersøkelser i løpet av denne tiden, inkludert National Institutes of Healths validerte Dietary History Questionnaire II for å bestemme potensielle forskjeller i daglig kosthold og Graviditets fysisk aktivitetsspørreskjema for å bestemme domene og modus for fysiske aktiviteter.

Neonatale utfall Ved fødsel vil neonatal vekt, lengde og hodeomkrets bli innhentet via fødsels- og fødselssykepleiere. Omtrent 20 ml navlestrengsblod vil bli innhentet, sentrifugert innen én time etter levering og plassert i en -80ºC fryser. Neonatal insulin, glukose, inflammatoriske markører (IL-6, TNF-α, IL-1α), og frie fettsyrer vil bli bestemt fra navlestrengsplasma.

Innen 48 timer etter fødsel vil neonatal kroppssammensetning (fett og mager masse) bli målt ved måling av hudfoldtykkelse ved pasientens seng. Mors prenatale diagrammer vil bli innhentet for å bestemme svangerskapsvektøkning og andre medisinske tilstander som kan påvirke tolkningen av studieresultatene.

Statistiske prosedyrer Beregning av prøvestørrelse På grunn av mangelen på data angående metabolsk ufleksibilitet under graviditet og den utforskende karakteren til studien, ble data fra en tidligere studie som sammenlignet metabolsk infleksibilitet mellom flere ikke-gravide populasjoner ved bruk av samme metodikk som den nåværende studien brukt, hvor 29 forsøkspersoner per gruppe ville gi 80 % kraft til å oppdage forskjeller i metabolsk fleksibilitet (via indirekte kalorimetri) mellom aktive og inaktive gravide kvinner.

Statistiske analyser Normaliteten til fordelingen for hver variabel vil bli testet ved hjelp av Kolmogorov-Smirnov-tester. Pearson produkt-øyeblikk-korrelasjonskoeffisienter for normalfordelte variabler eller Spearmans rangordenskorrelasjonskoeffisient for ikke-normalfordelte variabler vil bli brukt for å vurdere graden av sammenhengen mellom variabler. Delvise korrelasjoner vil bli brukt for å justere for potensielle konfoundere. Students uavhengige t-tester for normalfordelte variabler og Mann-Whitney U-tester for ikke-normalfordelte variabler vil bli brukt til å sammenligne utfall mellom magre og overvektige gravide kvinner. Alle tester vil være tosidige med en p-verdi <0,05 som angir statistisk signifikans. Alle dataanalyser vil bli utført ved hjelp av IBM SPSS Statistics, versjon 22 (Armonk, New York).