Über den Einfluss von körperlicher Aktivität, Body Mass Index, prozentualem Körperfettanteil und Alter auf die kardiopulmonale Leistungsfähigkeit bei Personen mit normaler und gestörter Glukosetoleranz

Abstract

Bewegungsmangel, Adipositas und gestörte Glukosetoleranz (IGT) sind bekanntlich mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung eines Diabetes mellitus Typ 2 (DM2) assoziiert. Allerdings ist derzeit unklar, ob Personen mit normaler Glukosetoleranz (NGT), die jedoch Risikofaktoren für einen DM2 aufweisen (z.B. Fettleibigkeit, positive Familienanamnese für DM2, Gestationsdiabetes) von einer Lebensstil-Intervention (LSI) mit Steigerung der körperlichen Aktivität profitieren können.

HYPOTHESE: Um zu zeigen, dass sich im Rahmen einer LSI die kardiopulmonale Leistungsfähigkeit von Personen mit NGT und IGT sowohl im maximalen als auch im sub-maximalen Ausdauerbereich unterscheidet, werden durch spiroergometrische Unter-suchungen und Laktatdiagnostik maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max), Leistung an der Individuell Anaeroben Schwelle (IAS), sowie Anaerobic Threshold (AT) und Lactate Threshold (LT) bestimmt. Dabei sollen mögliche Einflüsse von körperlicher Alltagsaktivität (HPA), Body Mass Index (BMI), prozentualem Körperfettanteil (%KF) und Alter dargestellt werden.

METHODEN: 257 Probanden (181 mit NGT und 76 mit IGT) mit diversen Risikofaktoren für einen DM2, die am TUebinger Lebensstil Interventions-Programm (TULIP) teilnahmen, wurden in der vorliegenden Studie eingeschlossen. Alle Teilnehmer erhielten einen oralen Glukosetoleranztest (OGTT) sowie einen standardisierten Fragebogen um die HPA zu bestimmen. Auf einem Laufband wurde während stufenförmiger Belastung mittels Spiro-ergometrie und Laktatdiagnostik VO2max und Leistung an der IAS ermittelt.

ERGEBNISSE: Studienteilnehmer mit NGT waren weniger adipös (38,1 % vs. 52,6 %; p < 0,001), obwohl sich BMI (p = 0,43) und fettfreie Masse (FFM) (p = 0,37) nicht zwischen den beiden Testgruppen unterschieden. Gleiches galt für die HPA (p = 0,96). Probanden mit NGT hatten die höhere absolute VO2max (2513,25 ± 626,83 vs. 2298,88 ± 561,26 ml · min-1; p < 0,01) und erzielten höhere Leistungen an der IAS (71 ± 44 vs. 52 ± 38 Watt; p < 0,002). Größere BMI-Werte waren mit niedriger VO2max (ml · kg FFM-1 · min-1) vergesell-schaftet (r = -0,27 vs. r = -0,45; p < 0,001). BMI (r = -0,33 vs. r = -0,40; p < 0,001) und %KF (r = -0,62 vs. r = -0,53; p < 0,001) korrelierten jeweils negativ mit der Leistung an der IAS. Überraschenderweise korrelierten VO2max (ml · kg FFM-1 · min-1) (r = 0,18; p = 0,01) und Leistung an der IAS (r = 0,20; p < 0,01) nur bei Personen mit NGT positiv mit der HPA, wohingegen HPA und BMI negativ miteinander korrelierten (r = -0,19; p < 0,01).

SCHLUSSFOLGERUNG: Ein positiver Einfluss von HPA konnte nur bei Prädiabetikern mit NGT beobachtet werden. Folglich haben diese eine bessere Prädisposition für eine erfolgreiche LSI, wohingegen die Ausdauerleistungsfähigkeit von Personen mit IGT allein von anthropometrischen und metabolischen Größen beeinflusst wird. Weitere Studien sind notwendig, um zu beweisen, dass diese Subpopulation von einem mehr individualisierten Interventionsprogramm profitieren kann, welches primär auf eine Verminderung des BMI und des %KF abzielt. Weiterhin könnten genetische Analysen dazu beitragen die großen Leistungsunterschiede zu erklären.

Sedentary lifestyle, obesity and impaired glucose tolerance (IGT) are associated with the risk of type 2 diabetes (T2D). However, it is currently unknown whether a lifestyle intervention (LSI) with increased physical activity is effective in subjects with normal glucose tolerance (NGT) who are at risk for T2D (e.g. because of being overweight or having a family history of T2D).

PURPOSE: To reveal whether subjects with NGT will response differently to a standardized LSI we investigated their baseline cardiopulmonal fitness in comparison to subjects with IGT. Therefore, the impact of physical activity, BMI and total body fat (TBF) shall be exposed.

METHODS: 257 subjects (181 with NGT and 76 with IGT) with increased risk for T2D, who participated in the TUebingen Lifestyle Intervention Program (TULIP) were included in the present study. All individuals received the oral glucose tolerance test (OGTT) and completed a standardized self-administered questionnaire to determine Habitual Physical Activity (HPA) and underwent an incremental exercise test for measurement of the maximal aerobic capacity (VO2max) and work rate (WR) at the individual anaerobic threshold (IAT).

RESULTS: Obesity was less frequently in subjects with NGT (38.1 % vs. 52.6 %; p < 0.001), although BMI (p = 0.52) and TBF (p = 0.79) were not different between the groups. HPA was similar as well (p = 0.96). VO2max (2513.29 ± 626.83 vs. 2298.88 ± 561.26 ml/min; p < 0.01) and WR at the IAT (71 ± 44 vs. 52 ± 38 Watts; p < 0.005) were higher in individuals with NGT. High levels of BMI were associated with lower values of VO2max (r = -0.27 vs. r = -0.45; p < 0.001). BMI (r = -0.33 vs. r = -0.40; p < 0.001) and TBF (r = -0.62 vs. r = -0.53; p < 0.001) were both negatively correlated with WR at the IAT. Surprisingly, HPA was positively correlated with VO2max (r = 0.18; p = 0.01) and WR at the IAT (r = 0.20; p < 0.01) only among subjects with NGT, whereas HPA and BMI were inverse correlated (r = -0.19; p < 0.01).

CONCLUSION: The protective effect of HPA was observed mainly in prediabetic subjects with NGT. Thus, they seem to have the better predisposition for a successful LSI. Furhter studies will need to show whether individuals with IGT can profit from a more individualized LSI with combination of physical activity and dietary counseling to reduce BMI and TBF. Otherwise genetics may help explain the large variation in response to physical exercise.