Liikunta, lihavuus ja rasva-aineenvaihdunta

Jarna Hannukainen, Dos., FTPET-keskus, Turun yliopisto

Kansanterveyspäivät 2014

MIKSI PITÄISI LIIKKUA?

LIIKUNTA VS. DIEETTI

(Taulukot muokattu artikkelista Moinuddin et al. J Obes Weigh Los Ther, 2012)

LIIKUNNAN INSULIINIHERKKYYTEEN VAIKUTTAVIA KUDOSSPESIFISIÄ TEKIJÖITÄ

(Muokattu artikkelista Adiposity and Insulin Resistance in Humans: The Roleof the Different Tissue and Cellular Lipid Depots. Hocking et al Endocrine Reviews 2013.)

LipolyysiAdiponektiini

CRP TNF-

Makrofagien infiltraatioIL-6 IL-8

MCP-1

Rasvakudos Lihas

Lihassolutyypin muutokset (glykolyyttisestä oksidatiiviseen)Lihasfiibereiden hyperplasiaFA oksidaatioGLUT4 GLUT4 translokaatio IL-6 eritys Irisiinin eritys Mikrosirkulaatio Lihassolun sisällä • Diasyyliglyseroli (DAG)• Keramidi• Dihydrokeramidi• Sfingosiini

Maksa

Rasvapitoisuus

LIHAVUUS

Muokattu artikkelista EpicardialFat: More than Just and ”Epi” Phenomenon. Gaborit B et al. HormMetab Res 2013.

Epikardiaalinen

Viskeraalinen

Perirenaalinen

Rasvamaksa

Sydämen rasvoittuminen

Istukanrasvoittuminen

Haiman rasvoittuminenLihasten rasvoittuminen

Perivaskulaarinen

Ektooppiset rasvakertymät lihavuudessa

LISÄÄNTYNEEN VISKERAALIRASVANLIITÄNNÄISSAIRAUDET

Muokattu artikkelista Matsuzawa Y. Int J Obes 2008

T2DDyslipidemia

Heikentynyt vasemman kam-mion toiminta

Insuliini-resistenssi

Verenpaine Sepelvaltimotauti Uniapnea

KESKIVARTALOLIHAVUUS

A)• Ikä 48 vuotta, mies• BMI = 26.1 kg * m2 • Rasva % = 22.6• Viskeraalirasva = 2.8 kg

B)• Ikä 50 vuotta, mies• BMI = 36.0 kg * m2 • Rasva % = 33.7• Viskeraalirasva = 5.0 kg

C)• Ikä 33 vuotta, nainen• BMI = 53.1 kg * m2

• Rasva % = 54.9• Viskeraalirasva = 1.43 kg

A) B)

C)

(Muokattu artikkelista Tchernof A andDesprés JP Physiol Rev 2013)

EKTOOPPINEN RASVA JA SYDÄN-JA VERISUONITAUTIRISKI

TAI

Energiansaanti Energiankulutus

Viskeraali-rasva

Maksa Sydän Lihas Munu-aiset

Haima

Insuliiniresistenssi/Tulehdus

Lisääntynyt sydän- ja aineenvaihduntasairauksien riski T2D riski

Insuliinin erit.

Lisääntynyt sydän- ja verisuonisairauksien riski

Positiivinen netto energiatasapaino

Rasvahappojen ”spillover” rasvakudoksista ei-rasvakudoksiin

JA/TAI

Ihonalainen rasvakudos jo laajentunut maksimaalisesti

Ihonalainen rasvakudos kykenemätön laajenemaan esim. (lipodystofiat, IR)

KESKIVARTALOLIHAVUUS

A)• Ikä 48 vuotta, mies• BMI = 26.1 kg * m2 • Rasva % = 22.6• Viskeraalirasva = 2.8 kg

B)• Ikä 50 vuotta, mies• BMI = 36.0 kg * m2 • Rasva % = 33.7• Viskeraalirasva = 5.0 kg

C)• Ikä 33 vuotta, nainen• BMI = 53.1 kg * m2

• Rasva % = 54.9• Viskeraalirasva = 1.43 kg

A) B)

C)

T2D

-Katekolamiinit-Insuliini-Kasvuhormoni

(Arner P. et al. 1990, 2005Stich V. et al. 1999Stokes K. et al. 2003Yamaguchi T. et al. 2011)

(Lee, S et al. J Appl Physiol 2005.)

LIIKUNNAN VAIKUTUS VISKERAALIRASVAN MÄÄRÄÄN

- 12 vko, - 700 kcal/vrk- Ylipainoisia BMI 30-33 kg/m2

- Painon pudotus; DWL, EWL - 7.5kg (8%)- EWL, EWW VO2max; +16%

ViskeraalirasvaIhonalaisrasva

*† *†

*

(Ross R. et al. Ann Interm Med 2000;133:92-103.)

HARJOITUSMUODON JA -INTENSITEETIN VAIKUTUS VISKERAALIRASVAN

VÄHENEMISEENLOW< 60% HRmax

(Vissers D, et al. PLoS ONE 2013.)

MODERATE60-70% HRmax

HIGH70% HRmax

I

- Ylipainoisia aikuisia, ei dieettiä- CT/MRI- Kesto > 8 vko

MAKSAN RASVAPITOISUUS

Johnson NA et al. Hepatology 2009• 4 kk AER, ei dieettiä• n = 19, , Ikä 47.3 v• BMI 31.1 kg/m2; • HOMA-IR; • HTGC - plasma FFA (r = 0.591, P = 0.05)

- 21 %

- 12 %

YLIPAINOISET

Bacchi E et al. Hepatology 2013• 4 kk AER vs. RES, ei dieettiä• n = 31, , Ikä 55.6 v• T2D, BMI 30.5 vs. 28.5 kg/m2

• BMI, VAT (cm2) • Insuliiniherkkyys (M-arvo) • NAFLD (23.1% AER vs 23.5% RES)

- 32.8 %- 25.9 %

YLIPAINOISET + T2DNORMAALIPAINOISET

Hannukainen JC et al. Hepatology 2009• poikkileikkausasetelma• MZ kaksoset• n = 9+9, , Ikä 26 v• BMI 25.1 vs . 24.3 kg/m2

• VO2max ero 18 %

(Muokattu artikkelista Tchernof A andDesprés JPPhysiol Rev 2013

EKTOOPPINEN RASVA JA SYDÄN-JA VERISUONITAUTIRISKI

TAI

Energiansaanti Energiankulutus

Viskeraali-rasva

Maksa Sydän Lihas Munu-aiset

Haima

Insuliiniresistenssi/Tulehdus

Lisääntynyt sydän- ja aineenvaihduntasairauksien riski T2D riski

Insuliinin erit.

Lisääntynyt sydän- ja verisuonisairauksien riski

Positiivinen netto energiatasapaino

Rasvahappojen ”spillover” rasvakudoksista ei-rasvakudoksiin

JA/TAI

Ihonalainen rasvakudos jo laajentunut maksimaalisesti

Ihonalainen rasvakudos kykenemätön laajenemaan esim. (lipodystofiat, IR)

SYDÄMEN EKTOOPPINEN RASVA

Sydämen rasvapitoisuuden mittaaminen H1-MRS menetelmällä(Sai E. et al. Plos One 2013.).

Sydämen ympärille kertynyt rasva (Shimabukuro M. et al. The Journal of MedicalInvestigation 2013).

(Sai E. et al. Plos One 2013.).

TERVE YLIPAINOINEN?

Matsuzava Y et al. Ann N Y Acad Sci 1995 Jan 17;748:399-406.

TERVE YLIPAINOINEN

(Muokattu artikkelista Samocha-Bonet D et al. TRENDS in Endocrinology and Metabolism2012. Samocha-Bonet D et al. Obesity Reviews 2013.)

Nautitun rasvan määrä

Maksan rasvapitoisuus

Fyysinen suorituskyky

Plasman tulehdusmarkkerit

Plasman adiponektiinitasoPlasman RBP-4 -pitoisuus

Viskeraalinen rasva

Makrofagien määrä

Aineenvaihdunnan”joustavuus”

Lihassolun sisäinen rasva-keramidit-DAG

Rasvasolun koko

(Dalleck LC et al. Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity 2013.)

YHTEENVETO

• Ektooppinen rasva on merkittävä riskitekijä

aineenvaihdunta- ja sydänsairauksissa

• Liikuntaharjoittelu vähentää tehokkaasti viskeraalirasvan

määrää sekä maksan rasvapitoisuutta

• Liikuntaharjoittelu näyttäisi myös vähentävän haiman

rasvapitoisuutta ja parantavan haiman insuliinin eritystä

• Liikunta ja ”terve ylipainoinen”

Turun yliopistoPET -keskusEskelinen Joonas Grönroos Tove Kalliokoski KariKemppainen Jukka Knuuti Juhani Koivumäki MikkoMotiani Kumail Nuutila PirjoSaunavaara VirvaSavolainen Anna Toivanen JussiVirtanen KirsiYli-Karjanmaa Minna

Tutkimukset on suoritettu Suomen Akatemian, Turun yliopistollisen keskussairaalan ja Åbo Akademin tukemassa“Verenkiertoelimistön ja aineenvaihdunnan molekyylikuvantamisen huippuyksikössä”. Tutkimusta ovat rahoittaneet EuropeanFoundation for the Study of Diabetes (EFSD), VSSHP (ERVA), Orion Farmos Tutkimussäätiö, Diabetestutkimussäätiö, Opetus- jakulttuuriministeriö, sekä Suomen Akatemia.

KIITOS!

TYKSKliininen fysiologiaPärkkä JussiRadiologiaParkkola Riitta

Paavo Nurmi –keskusKapanen Jukka

Kagawa University, JapanFaculty of MedicineKudomi Nobu

Institute of BiomedicalEngineering CNR, ItalyMari Andrea