Η ορμονική ομοιοστασία του λιπώδους ιστού στην έντονη φυσική άσκηση σε αθλήτριες γυμναστικής

Abstract

Exercise represents a physical stress challenging homeostasis, disturbing the energy balance and leading to adaptive changes in central and peripheral regulatory mechanisms. The aim of the present study was to evaluate the effect of negative energy balance, acute and chronic exercise on adiponectin, resistin and visfatin levels, their interaction with salivary cortisol and insulin levels and the relationship of the specific adipokines with training frequency and intensity. Elite Rhythmic Gymnasts (RGs) were used as a model of energy homeostasis and metabolism. Elite RGs begin exercise at an early age, undergo physical and psychological stress and adopt negative energy balance to retain a lean physique. The main problem in studying hormonal responses in elite athletes on the field of competition lies on the difficulty in obtaining blood samples. The determination of salivary hormone levels provides a convenient, non-invasive and stress-free alternative to blood analysis. As part of the study design, we invested interest in introducing the methodology for detecting and measuring adipokine levels in saliva and evaluating their association with relative serum levels. Materials and Methods: Detection and measurement of adipokine levels in human saliva. Resistin, visfatin and adiponectin levels were measured in serum and saliva of 50 healthy adult volunteers (17 male and 33 female) using commercial enzyme immunoassay kits for plasma with minor modifications. The influence of acute and chronic intensive physical training and negative energy balance on salivary adipokine levels in elite RGs. The study included 51 (fifty one) elite female athletes of RG from 8 European countries, participating in the top level tournament of “Kalamata 2010 Rhythmic Gymnastics World Cup” in Kalamata, Greece on April 2010. 24 (twenty four) healthy pubertal girls not engaged in strenuous sports activities were used as controls. The study protocol included noninvasive clinical and laboratory investigations as well as the completion of a questionnaire. The athletes completed a questionnaire including personal data (age of training onset, usual weekly training intensity and number of participations in international championships per year). Baseline and post exercise salivary cortisol, insulin, adiponectin, resistin and visfatin levels were measured. Results: Detection and measurement of adipokine levels in human saliva. The present study documented the determination of resistin and adiponectin levels in saliva and the significant correlation of salivary with their respective serum levels (r=0.441, p<0.01 and r=0.347, p<0.05, respectively). Moreover, the identification of visfatin in saliva was achieved, but no significant correlation with serum visfatin levels was observed. The influence of acute and chronic intensive physical training and negative energy balance on salivary adipokine levels in elite RGs At baseline, a significant inverse correlation was documented between salivary insulin and adiponectin levels (r=-0.316, p<0.05), after controlling for the effect of age and BMI. Salivary adiponectin levels were higher (p<0.001) and visfatin lower (p<0.05) in RG’s compared with controls, while no significant changes were observed regarding salivary cortisol, insulin and resistin levels. In elite RG’s short term intensive anaerobic exercise led to increased salivary insulin levels (p<0.001), reduced salivary adiponectin (p<0.001) and visfatin levels (p<0.05) and no changes in salivary resistin levels. Moreover, diurnal variation of salivary cortisol was lost. In addition, salivary adiponectin levels are associated with the intensity of training. Conclusions: Detection and measurement of adipokine levels in human saliva. The adipokines resistin, visfatin and adiponectin can be detected in human saliva. However, significant correlation between salivary and their relative serum levels are documented only for resistin and visfatin, but not for visfatin. The influence of acute and chronic intensive physical training and negative energy balance on salivary adipokine levels in elite RGs. Chronic intensive physical training and negative energy balance up-regulate salivary adiponectin and down-regulate salivary visfatin levels, while acute glucoregulatory response to short term intensive anaerobic exercise down-regulates salivary adiponectin and visfatin levels. Moreover, salivary adiponectin levels are associated with the intensity of training, reflecting the deterioration of energy balance rather than the training stress. Thus, salivary adiponectin could be introduced as a possible marker of significant energy deprivation, with potential usefulness in clinical and sports medicine.

Κύριος σκοπός τη παρούσης μελέτης ήταν η εκτίμηση της επίδρασης της οξείας και χρόνιας εντατικής άσκησης και του χρόνιου αρνητικού ενεργειακού ισοζυγίου στα επίπεδα αντιπονεκτίνης, ρεζιστίνης και βισφατίνης. Επιπλέον, μελετήθηκε η συσχέτιση των επιπέδων των ανωτέρω λιποκινών με τα επίπεδα κορτιζόλης και ινσουλίνης, καθώς και με τις παραμέτρους έντασης της άσκησης. Ως μοντέλο ενεργειακής και μεταβολικής ομοιοστασίας χρησιμοποιήθηκαν αθλήτριες Ρυθμικής Γυμναστικής (RGs) υψηλού επιπέδου πρωταθλητισμού. Οι RGs υποβάλλονται σε χρόνια έντονη ψυχολογική και σωματική καταπόνηση, ενώ, στην προσπάθεια για επίτευξη και διατήρηση λεπτού σωματότυπου, υιοθετούν αυστηρές διαιτητικές συνήθειες και χρόνιο αρνητικό ενεργειακό ισοζύγιο. Υλικό και Μέθοδοι: Η αδυναμία συλλογής δειγμάτων αίματος από αθλητές κορυφαίου επιπέδου πρωταθλητισμού επέβαλε τη συλλογή και επεξεργασία σιέλου για την πραγματοποίηση των ορμονικών προσδιορισμών. Ως εκ τούτου, προτού ξεκινήσει η υλοποίηση του πρωτοκόλλου της μελέτης (διαμόρφωση πληθυσμού και συλλογή δειγμάτων), σχεδιάστηκε και εκπονήθηκε μια μελέτη με σκοπό την ανίχνευση και τη μέτρηση των συγκεντρώσεων των λιποκινών αντιπονεκτίνη, βισφατίνη και ρεζιστίνη στο σίελο και τη συσχέτιση των συγκεντρώσεων τους στο σίελο με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις στο αίμα. Προσδιορισμός των συγκεντρώσεων λιποκινών στο σίελο. Τα επίπεδα των λιποκινών αντιπονεκτίνη, ρεζιστίνη και βισφατίνη προσδιορίσθηκαν στο σάλιο και τον ορρό 50 υγιών άτομα (33 γυναίκες και 17 άνδρες), με ταυτόχρονη μέτρηση των ανθρωπομετρικών χαρακτηριστικών (ύψος και βάρος σώματος, υπολογισμός ΒΜΙ, ποσοστό λιπώδους μάζας). Η επίδραση της άσκησης και του αρνητικού ενεργειακού ισοζυγίου στην ορμονική ομοιοστασία του λιπώδους ιστού. Στη μελέτη συμπεριελήφθησαν 51 RGs υψηλού επιπέδου από 8 Ευρωπαϊκές χώρες, οι οποίες συμμετείχαν στη διοργάνωση «Κύπελλο Καλαμάτας 2010» τον Απρίλιο του 2010 στην Καλαμάτα. Επίσης, η μελέτη συμπεριέλαβε 27 υγιείς γυναίκες, μη αθλήτριες και χωρίς σημαντική διαφορά ως προς την ηλικία σε σύγκριση με τον πληθυσμό των αθλητριών (matched for age) ως πληθυσμό ελέγχου (μάρτυρες). Το πρωτόκολλο της μελέτης περιελάμβανε μη επεμβατικές κλινικές και εργαστηριακές εξετάσεις, καθώς και τη συμπλήρωση ενός ερωτηματολογίου. Ειδικότερα, προσδιορίσθηκαν τα ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά αθλητριών και πληθυσμού ελέγχου, οι αθλήτριες συμπλήρωσαν ένα ερωτηματολόγιο που αφορούσε σε στοιχεία γυναικολογικού και αθλητικού ιστορικού, ενώ συλλέχθηκαν δείγματα σιέλου από τις αθλήτριες και τις μάρτυρες. Οι ορμονικοί προσδιορισμοί στο σίελο αφορούσαν σε μετρήσεις επιπέδων ρεζιστίνης, βισφατίνης, αντιπονεκτίνης, κορτιζόλης και ινσουλίνης σε κατάσταση ηρεμίας και μετά από άσκηση. Αποτελέσματα: Προσδιορισμός των συγκεντρώσεων λιποκινών στο σίελο. Οι λιποκίνες ρεζιστίνη και αντιπονεκτίνη ανιχνεύονται στο σίελο του ανθρώπου και τα επίπεδά τους συσχετίζονται με τα αντίστοιχα επίπεδα στον ορρό (r=0.441, p=0.003 και r=0.347, p=0.019 αντίστοιχα). Αντίθετα, η λιποκίνη βισφατίνη ανιχνεύεται στο σίελο του ανθρώπου, όμως τα επίπεδά της δε συσχετίζονται με τα αντίστοιχα επίπεδα στον ορρό (r=-0.128, p=0.4431). Η επίδραση της άσκησης και του αρνητικού ενεργειακού ισοζυγίου στην ορμονική ομοιοστασία του λιπώδους ιστού. Παρατηρήθηκαν μειωμένα επίπεδα αντιπονεκτίνης (p<0.001) και αυξημένα επίπεδα βισφατίνης (p<0.05) στο σάλιο RGs, ενώ δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στα επίπεδα ινσουλίνης, κορτιζόλης και ρεζιστίνης στο σάλιο μεταξύ αθλητριών και πληθυσμού ελέγχου. Στις RGs κορυφαίου επιπέδου η επίδραση της μικρής διάρκειας, έντονης αναερόβιας άσκησης του επίσημου αγώνα οδήγησε σε αύξηση των επιπέδων ινσουλίνης (p<0.001), μείωση των επιπέδων αντιπονεκτίνης και βισφατίνης (p<0.001και p<0.05 αντίστοιχα) και καμιά μεταβολή στα επίπεδα κορτιζόλης και ρεζιστίνης στο σάλιο. Επίσης, καταγράφηκε απουσία διημερήσιας διακύμανσης της κορτιζόλης. Τέλος, τα επίπεδα αντιπονεκτίνης ηρεμίας παρουσίασαν σημαντική συσχέτιση με τις παραμέτρους έντασης της άσκησης. Συμπεράσματα: Προσδιορισμός των συγκεντρώσεων λιποκινών στο σίελο. Οι λιποκίνες ρεζιστίνη, αντιπονεκτίνη και βισφατίνη ανιχνεύονται στο σίελο του ανθρώπου. Όμως, τα ορμονικά επίπεδα στο σίελο συσχετίζονται με τα αντίστοιχα επίπεδα στον ορρό μόνο για τη ρεζιστίνη και την αντιπονεκτίνη. Η επίδραση της άσκησης και του αρνητικού ενεργειακού ισοζυγίου στην ορμονική ομοιοστασία του λιπώδους ιστού. Σε RGs κορυφαίου επιπέδου η χρόνια εντατική άσκηση και το χρόνιο αρνητικό ενεργειακό ισοζύγιο αυξάνουν τα επίπεδα αντιπονεκτίνης και μειώνουν τα επίπεδα βισφατίνης στο σάλιο, ενώ η μικρής διάρκειας, έντονη αναερόβια άσκηση καταστέλλει τα επίπεδα τόσο της αντιπονεκτίνης, όσο και της βισφατίνης στο σάλιο. Επιπλέον, τα επίπεδα αντιπονεκτίνης στο σίελο συσχετίζονται με τη συνήθη ένταση της άσκησης, αντανακλώντας, μάλλον, την επιδείνωση του ενεργειακού ισοζυγίου παρά την κλιμάκωση της έντασης της άσκησης καθαυτής, υποδεικνύοντας έναν πιθανός ρόλο των συγκεντρώσεων αντιπονεκτίνης στο σάλιο στην εκτίμηση της επιδείνωσης του ενεργειακού ισοζυγίου, με ενδεχόμενη χρησιμότητα στην κλινική έρευνα και την ιατρική της άσκησης.