Роль физической активности во время беременности в метаболической функции, воспалении и материнских и неонатальных исходах

Материнское ожирение является серьезной проблемой общественного здравоохранения в Соединенных Штатах, поскольку каждая третья женщина во время беременности страдает ожирением, а материнское ожирение связано с большим количеством неблагоприятных исходов для матери и новорожденного. К счастью, физически активный образ жизни во время беременности улучшает неблагоприятные исходы, часто связанные с ожирением. Было показано, что физическая активность во время беременности улучшает инсулинорезистентность матери и снижает прибавку в весе матери во время беременности. Кроме того, у новорожденных физически активных женщин ожирение ниже, чем у новорожденных, рожденных от неактивных женщин. Хотя взаимосвязь между физической активностью и исходами для матери и новорожденного хорошо установлена, мало что известно о возможности метаболической дисфункции и/или воспаления служить механизмами, опосредующими положительное влияние отсутствия физической активности на здоровье матери и новорожденного. Понимание механизмов, связывающих физическую активность матерей с улучшением исходов, позволит лучше информировать будущие стратегии целенаправленных вмешательств.

Метаболические адаптации, особенно изменения липидного и углеводного обмена, происходят во время нормальной физиологической беременности, чтобы обеспечить адекватное снабжение питательными веществами развивающегося плода, несмотря на прерывистое питание матери. Однако у беременных с ожирением эти метаболические адаптации могут усиливаться дополнительной метаболической дисфункцией матери. Кроме того, хорошо известно, что метаболическая дисфункция у беременных женщин с ожирением имеет серьезные последствия для здоровья матери и новорожденного. Метаболизм материнского субстрата не только способствует развитию заболеваний матери, таких как гестационный диабет, но также играет важную роль в росте и развитии плода. «Гипотеза фетального происхождения» предполагает, что измененная внутриутробная метаболическая среда может способствовать программированию краткосрочных и долгосрочных неонатальных исходов.

Метаболическая негибкость может играть важную роль в здоровье матери и новорожденного; однако он не изучался во время беременности. В небеременных популяциях физическая активность положительно коррелирует с метаболической гибкостью, а физическая активность улучшает метаболическую гибкость у худых и тучных людей.

Роль физической активности в модулировании метаболической негибкости у беременных женщин с худощавым телом и ожирением не изучалась. Однако нарушение способности переключаться на жировой обмен после нагрузки с высоким содержанием жиров, вероятно, является лучшим показателем метаболической дисрегуляции, чем метаболизм в состоянии покоя. Таким образом, настоящее исследование предлагает рассмотреть роль физически активного образа жизни в метаболической функции у беременных женщин с худощавым телом и ожирением.

Этот проект также определит взаимосвязь между воспалением, метаболической гибкостью и другими важными исходами для матери (гестационная прибавка в весе) и новорожденного (ожирение и резистентность к инсулину). и метаболические реакции на пищу с высоким содержанием жиров у худых и тучных беременных женщин.

Исследователи предполагают, что физически активный образ жизни среди беременных женщин с худощавым телом и ожирением улучшит метаболическую функцию и воспаление, тем самым опосредуя положительное влияние физической активности на исходы для здоровья матери и новорожденного.

Шестьдесят женщин (30 худых, 30 полных) будут набраны в период между 28-32 неделями беременности.

Согласие и оценка физической активности Исследовательская группа встретится с пациентом и даст согласие в личном кабинете. Участникам будет предоставлен акселерометр Actigraph Link (ActiGraph LLC, Пенсакола, Флорида) для объективного подтверждения уровня физической активности, о котором они сообщают самостоятельно. Link будет размещен на неосновном запястье с несъемными браслетами больничного класса. Трехосевые акселерометры, которые носят на запястье, являются достоверным показателем расхода энергии при физической активности у беременных женщин. Кроме того, предыдущие данные о приемлемости показывают, что участники не возражают против ношения устройств на запястье 24 часа в сутки, и мы считаем, что устройства для ношения на запястье с браслетами больничного типа дадут нам наилучшее соответствие и данные о ношении в течение 24 часов в день. Данные будут собираться в течение семи дней подряд с частотой 30 Гц. Выходной сигнал акселерометра будет дискретизирован 12-битным аналого-цифровым преобразователем. Процент времени, проведенного в сидячем положении, а также количество времени, затраченного на участие в различных категориях физической активности, от легкой и образа жизни до умеренной, будет рассчитываться с использованием алгоритмов, соответствующих следующим показателям активности: сидячий образ жизни: 0–99 импульсов в минуту, легкий : 100-759 имп/мин, образ жизни: 760-1951 имп/мин, умеренный: 1952-5724 имп/мин.

Материнская метаболическая негибкость и воспаление в ответ на прием пищи с высоким содержанием жиров. Участники должны явиться в лабораторию упражнений, расположенную в Медицинском оздоровительном комплексе в Боулинг-Грин, штат Кентукки, примерно в 8:00 после 10-часового голодания. Участникам будут предоставлены письменные инструкции по потреблению стандартизированной диеты накануне с примерно 50% углеводов, 30% жиров и 20% белков. Вес, рост и жизненно важные органы участника будут измерены по прибытии. Состав тела будет измеряться с помощью антропометрии кожной складки, чтобы определить процентное содержание жира в организме матери. Процентное содержание жира в организме будет определяться путем сдавливания складок кожи в семи местах калипером (Harpenden Skinfolds Caliper, Baty International, Соединенное Королевство), регистрации толщины кожных складок и ввода данных в стандартизированное уравнение, учитывающее возраст. который использовался во время беременности в предыдущих исследованиях.

Скорость метаболизма в покое и дыхательный коэффициент будут измеряться в течение примерно 30 минут с использованием опций TrueOne Canopy и TrueOne Metabolic Cart (TrueOne 2400, Parvomedics, Sandy, UT). Скорость окисления липидов и углеводов будет рассчитываться путем измерения потребления кислорода и образования углекислого газа, как описано ранее. После измерения исходного уровня метаболизма в состоянии покоя будет получен базовый забор крови (момент времени - 0). После базового забора крови участники будут потреблять стандартную пищу на 1000 ккал с высоким содержанием жира, аналогичную по составу предыдущим исследованиям. Еда с высоким содержанием жиров будет состоять из смузи от Smoothie King (55,9% жира, 29,4% углеводов, 14,7% белка). Дополнительные образцы крови будут взяты через 60, 120 и 240 минут после приема пищи. Уровень метаболизма в покое и дыхательный коэффициент будут получены второй раз в течение ~ 30 минут с 210 до 240 минут после приема пищи. Всего будет взято 32 мл материнской крови. Моменты времени для оценки метаболических реакций на нагрузку с высоким содержанием жиров были выбраны на основе данных предыдущих исследований, изучающих метаболическую негибкость и воспаление в ответ на пищу с высоким содержанием жиров в других популяциях.

Заборы крови будут использоваться для анализа материнской плазмы глюкозы, инсулина, с-пептида, свободных жирных кислот, липидов (триглицеридов, ЛПВП, ЛПНП) и маркеров воспаления (ИЛ-6, ФНО-α, ИЛ-1α). Все образцы крови будут проанализированы с использованием стандартизированных протоколов в лаборатории биохимии WKU или основной лаборатории клинических исследований Вашингтонского университета. Эти данные предоставят дополнительную информацию о метаболических реакциях на нагрузку с высоким содержанием жиров. Базовые уровни инсулина и глюкозы будут использоваться для расчета гомеостатической модели оценки инсулинорезистентности (HOMA-IR), индекса инсулинорезистентности, отражающего концентрацию глюкозы натощак, измеренную при концентрации инсулина натощак. Данные о пероральном тесте на толерантность к глюкозе каждого участника (выполненном на 24-28 неделе беременности) также будут получены из пренатальных карт для изучения резистентности к инсулину.

В течение четырехчасового периода исследования участников попросят лежать и отдыхать. За это время участники пройдут несколько опросов, в том числе одобренный Национальным институтом здравоохранения вопросник истории питания II, чтобы определить потенциальные различия в ежедневном рационе, и вопросник физической активности во время беременности, чтобы определить область и режим физической активности.

Неонатальные исходы Во время родов неонатальный вес, рост и окружность головы будут получены с помощью родильных сестер. Будет получено приблизительно 20 мл пуповинной крови, центрифугировано в течение одного часа после родов и помещено в морозильную камеру при температуре -80ºC. Неонатальный инсулин, глюкоза, маркеры воспаления (ИЛ-6, ФНО-α, ИЛ-1α) и свободные жирные кислоты будут определяться в плазме пуповины.

В течение 48 часов после родов состав тела новорожденного (жировая и безжировая масса) будет измерен путем измерения толщины кожной складки у постели пациента. Будут получены материнские пренатальные карты для определения гестационного увеличения веса и любых других заболеваний, которые могут повлиять на интерпретацию результатов исследования.

Статистические процедуры Расчет размера выборки Из-за отсутствия данных о метаболической негибкости во время беременности и исследовательского характера исследования были использованы данные предыдущего исследования, сравнивающего метаболическую негибкость между несколькими небеременными популяциями с использованием той же методологии, что и в текущем исследовании, где 29 субъектов в группе обеспечат 80% мощности для обнаружения различий в метаболической гибкости (с помощью непрямой калориметрии) между активными и неактивными беременными женщинами.

Статистический анализ. Нормальность распределения для каждой переменной будет проверена с использованием тестов Колмогорова-Смирнова. Для оценки степени взаимосвязи между переменными будут использоваться коэффициенты корреляции «произведение-момент» Пирсона для нормально распределенных переменных или коэффициент ранговой корреляции Спирмена для ненормально распределенных переменных. Частичные корреляции будут использоваться для корректировки потенциальных искажающих факторов. Независимые t-критерии Стьюдента для нормально распределенных переменных и U-критерии Манна-Уитни для ненормально распределенных переменных будут использоваться для сравнения результатов беременных женщин с худощавым телом и женщин с ожирением. Все тесты будут двусторонними со значением p <0,05, обозначающим статистическую значимость. Все анализы данных будут проводиться с использованием IBM SPSS Statistics, Version 22 (Армонк, Нью-Йорк).