The effects of exercise and nutrition on the metabolic fingerprint of individuals with characteristics of the metabolic syndrome
Authors: Σιώπη Αικατερίνα 
Published: September 2021

Σκοπός της διατριβής ήταν να διερευνηθεί η απόκριση του μεταβολικού αποτυπώματος των ούρων και του αίματος σε διαφορετικές δοκιμασίες άσκησης και διατροφής σε καθιστικού τύπου, μέσης ηλικίας άνδρες με, χωρίς, ή σε κίνδυνο για μεταβολικό σύνδρομο (MetS). Το MetS αποτελεί ένα σύνολο καρδιομεταβολικών παραγόντων κινδύνου που αυξάνει τη νοσηρότητα. Σκοπός της πρώτης μελέτης ήταν να διερευνηθεί το κατά πόσο ή απόκριση του μεταβολικού αποτυπώματος στην άσκηση εξαρτάται από την παρουσία του MetS ή το είδος της άσκησης. Είκοσι τρεις άνδρες καθιστικού τύπου χωρίστηκαν σε MetS ή Healthy και ολοκλήρωσαν τέσσερις δοκιμασίες: ανάπαυση, υψηλής έντασης διαλειμματική άσκηση (HIIE), μέτριας έντασης συνεχόμενη άσκηση (CME), και άσκηση με αντιστάσεις (RE). Συλλέξαμε δείγματα ούρων και αίματος σε πολλαπλά χρονικά σημεία για στοχευμένη μεταβολομική ανάλυση με υγρή χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας. Έπειτα από μονοπαραγοντική και πολυπαραγοντική ανάλυση ο παράγοντας χρόνος βρέθηκε να έχει την πιο ισχυρή επίδραση στη διαφοροποίηση του μεταβολικού αποτυπώματος, ακολουθούμενος από το είδος της άσκησης και την κατάσταση υγείας. Οι μεγαλύτερες αλλαγές παρατηρήθηκαν στο πρώτο μετα-ασκησιακό δείγμα, με μία σταδιακή επαναφορά στα επίπεδα ηρεμίας 23 ώρες μετά την άσκηση. Η RE προκάλεσε τις πιο έντονες αποκρίσεις, ακολουθούμενη από την HIIE, ενώ η CME είχε ελάχιστη επίδραση. Οι υπεύθυνοι μεταβολίτες για το διαχωρισμό των μεταβολικών αποτυπωμάτων αντικατοπτρίζουν τις διαφορές στα ενεργειακά συστήματα που κυριαρχούν στην κάθε άσκηση. Βρήκαμε ενδείξεις μειωμένης απόκρισης στην άσκησης στο MetS σε σχέση με την ομάδα ελέγχου, με βάση το μεταβολικό αποτύπωμα των ούρων. Τέλος, η άσκηση είχε θετική επίδραση σε γνωστούς βιοδείκτες μεταβολικού κινδύνου στο αίμα. Σκοπός της δεύτερης μελέτης ήταν να διερευνηθεί η επίδραση του προγραμματισμού της άσκησης ή του προγραμματισμού του γεύματος στην απόκριση του μεταβολικού αποτυπώματος των ούρων και του αίματος στην κατανάλωση ενός γεύματος ή στην άσκηση, αντίστοιχα. Οκτώ υπέρβαροι άνδρες, καθιστικού τύπου, σε κίνδυνο για ανάπτυξη MetS, ολοκλήρωσαν τρεις δοκιμασίες: κατανάλωση γεύματος χωρίς άσκηση (NoEx), HIIE μετά την κατανάλωση του γεύματος (PpEx), και HIIE πριν την κατανάλωση το γεύματος (PaEx). Ο παράγοντας προγραμματισμός της άσκησης βρέθηκε να έχει σημαντική επίδραση σε οκτώ μεταβολίτες στο αίμα. Τα επίπεδα ακετυλκαρνιτίνης και παντοθενικού (δείκτες οξείδωσης υποστρωμάτων) ήταν υψηλότερα 81 λεπτά μετά την κατανάλωση του γεύματος στην PpEx σε σχέση με την PaEx, ενώ μειώθηκαν στην NoEx. Τα μεταγευματικά επίπεδα πυροσταφυλικού, γαλακτικού, υποξανθίνης, αλανίνης, κρεατίνης, και πουτρεσκίνης ήταν επίσης υψηλότερα στην PpEx. Στα ούρα, η PpEx προκάλεσε σημαντική μείωση στα αρχικά επίπεδα βεταΐνης, ουριδίνης, ιστιδίνης, λυσίνης, κρεατινίνης, και χολίνης. Καμία από τις δύο ασκήσεις δεν οδήγησε σε μείωση της μεταγευματικής αύξησης σε γνωστούς δείκτες καρδιομεταβολικού κινδύνου. Η κατανάλωση γεύματος επηρέασε σημαντικά την απόκριση στην άσκηση στο αίμα. Τα επίπεδα της ακετυλκαρνιτίνης, της υποξανθίνης, της ταυρίνης, του πυροσταφυλικού, και του γαλακτικού ήταν υψηλότερα μετά την PaEx, υποδεικνύοντας αυξημένο καταβολισμό λιπαρών οξέων, πουρινών, και υδατανθράκων. Από την άλλη, η λευκίνη-ισολευκίνη, η λυσίνη, και η τρυπτοφάνη ήταν υψηλότερες μετά την PpEx. Τα αποτελέσματα της διατριβής συμβάλλουν στις συνεχείς ερευνητικές προσπάθειες για χαρτογράφηση των επιδράσεων της άσκησης σε μοριακό επίπεδο, ειδικά σε άτομα καθιστικού τύπου, μέσης ηλικίας, με καρδιομεταβολικούς παράγοντες κινδύνου και υποστηρίζουν τη χρησιμότητα της μεταβολομικής στη μελέτη του ασκησιακού μεταβολισμού.