Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Pohybová aktivita a obezita z hlediska metabolismu kosterních svalů Patofyziologie tělesné zátěže Fyzioterapie.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Pohybová aktivita a obezita z hlediska metabolismu kosterních svalů Patofyziologie tělesné zátěže Fyzioterapie."— Transkript prezentace:

1 Pohybová aktivita a obezita z hlediska metabolismu kosterních svalů Patofyziologie tělesné zátěže Fyzioterapie

2 nalačno při vytrvalostní tělesné práci nízké a střední intenzity zvýšená inzulínová stimulace (např. po jídle) při intenzivní tělesné práci lipidy glykogen Negativní vliv na dlouhodobou regulaci tukové rovnováhy Snížená oxidace?

3 Nalačno: Nalačno: Neefektivní utilizace mastných kyselin kosterními svaly u obézních osob KELLEY, D.E., SIMONEAU, A., GOODPASTER,B., TROOST, F. Defects of skeletal muscle fatty acid metabolism in obesity. Obes. Res. 1997, vol. 5, p. 21S. Redukovaná oxidace lipidů kosterními svaly není u obézních osob způsobená nižší nabídkou MK! Nižší oxidace MKStejná spotřeba MK

4 zásobní tuky = spotřebované MK mínus oxidované MK

5 Selhání mechanismů potlačujících oxidaci lipidů a preferujících jako energetický substrát glykogen. Při zvýšené produkci inzulínu: Při zvýšené produkci inzulínu: Neefektivní utilizace mastných kyselin kosterními svaly u obézních osob KELLEY, D.E., SIMONEAU, A., GOODPASTER,B., TROOST, F. Defects of skeletal muscle fatty acid metabolism in obesity. Obes. Res. 1997, vol. 5, p. 21S. Při změně produkce inzulínu k přesunu mezi využívanými substráty - metabolická regulační rigidita = porušená odpověď jak na nízkou, tak i vysokou hladinu inzulínu.

6 1. Oxidativní kapacita kosterních svalů pro FA je redukovaná 2. Zvýšená dispozice obézních k akumulaci lipidů v kosterních svalech Závěr 1: Závěr 2:

7 PŘÍČINY NEROVNOVÁHY MEZI SPOTŘEBOU A OXIDACÍ MK V KOSTERNÍCH SVALECH ????????????????????????????????????????????????????????????????????? SIMONEAU, J.A., KELLEY, D.E., NEVEROVA, M., WARDEN, C.H. Overexpression of muscle uncoupling protein 2 content in human obesity associates with reduced skeletal muscle lipid utilization. FASEB J. 1998, vol. 12, no. 15, p

8 acyl-CoA CoA Karnitin acylkarnitin CytoplazmaVnitřní membránaMatrix III Karnitin palmitoyl transferáza

9 Pyruvát (3C) CO 2 NAD + NADH + H + Acetyl-CoA (2C) Oxalacetát (4C) Citrát (6C) Izocitrát (6C) Alfa-ketoglutarát (5C) Sukcinyl-CoA (4C) Sukcinát (4C) Fumarát (4C) Malát (4C) CO 2 NAD + NADH + H + NAD + CO 2 GTP GDP P FADH 2 FAD NAD + NADH + H + Acyl-CoA Citrát syntáza

10 Uncoupling proteins - UCP (rozpřahující proteiny) Mitochondriální membránové transportní proteiny, ruší protonový gradient (rozpřahují kaskádové reakce, např. fosforylaci od oxidace) UCP2 fosforylace oxidace

11 MALENFANT, P., JOANISSE, D.R., THERIAULT, R., GOODPASTER, B.H., KELLEY, D.E., SIMONEAU, J.A. Fat content in individual muscle fibers of lean and obese subjects. Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. 2001, vol. 25, no. 9, p Centrálnější distribuce tukových kapének ve svalových vláknech obézních než štíhlých (27,2± 5,7% vs 19,7±6,4%; P<0.05)

12 ATP cAMP IRS kinázy Protein- kináza B Transport glukózy do svalové buňky Atypická protein- kináza C buněčná membrána Inzulínová rezistence

13 Hyperinzulinémi e + inzulínová rezistence Centrální obezita Dyslipo proteinémie Dyslipo proteinémie Mírná hypertenze Mírná hypertenze Zvýšená srážlivost krve Zvýšená srážlivost krve Zvýšená aktivita sympatiku Zvýšená aktivita sympatiku Zvýšená hladina adrenalinu v krvi Zvýšená hladina adrenalinu v krvi METABOLICKÝ SYNDROM

14 Hyperinzulinémi e + inzulínová rezistence Centrální obezita Dyslipo proteinémie Dyslipo proteinémie Mírná hypertenze Mírná hypertenze Zvýšená srážlivost krve Zvýšená srážlivost krve Zvýšená aktivita sympatiku Zvýšená aktivita sympatiku Zvýšená hladina adrenalinu v krvi Zvýšená hladina adrenalinu v krvi Zvýšené množství tukových depozit v kosterních svalech Zvýšené množství tukových depozit v kosterních svalech KELLEY, D.E., GOODPASTER, B.H. Skeletal muscle triglyceride. An aspect of regional adiposity and insulin resistance. Diabetes Care. 2001, vol. 24, no. 5, p

15  GOODPASTER, B.H., THAETE, F.L., SIMONEAU, J.A., KELLEY, D.E. Subcutaneous abdominal fat and thigh muscle composition predict insulin sensitivity independently of visceral fat. Diabetes. 1997, vol. 46, no. 10, p  PAN, D.A., LILLIOJA, S., KRIKETOS, A.D., MILLER, M.R., BAUR, L.A., BOGARDUS, C., JENKINS, A.B., STORLIEN, L.H. Skeletal muscle triglyceride levels are inversely related to insulin action. Diabetes. 1997, vol. 46, no. 6, p Obsah tuku ve svalech, zjišťovaný pomocí počítačové tomografie nebo svalové biopsie, má u obézních osob největší, na viscerálním tuku nezávislou, prediktivní hodnotu pro inzulínovou rezistenci

16 ? PŘÍČINY INZULÍNOVÉ REZISTENCE V KOSTERNÍCH SVALECH ? NARUŠENÁ REGULACE SIGNALIZACE INZULÍNOVÝCH RECEPTORŮ AHMAD, F., AZEVEDO, J.L., CORTRIGHT, R., OHM, G.L., GOLDSTEIN, B.J. Alterations in skeletal muscle protein-tyrosine phosphatase activity and expression in insulin-resistant human obesity and diabetes. J. Clin. Invest. 1997, vol. 100, no. 2, p ZHORŠENÉ INZULÍNEM STIMULOVANÉ USKLADŇOVÁNÍ GLUKÓZY EVANS, D.J., MURRAY, R., KISSEBAH, A.H. Relationship between skeletal muscle insulin resistance, insulin-mediated glucose disposal, and insulin binding. Effects of obesity and body fat topography. J. Clin. Invest. 1984, vol. 74, no. 4, p PORUŠENÝ TRANSPORT A FOSFORYLACE GLUKÓZY ROTHMAN, D.L., MAGNUSSON, I., CLINE, G., GERARD, D., KAHN, C.R., SHULMAN, R.G., SHULMAN, G.I. Decreased muscle glucose transport/phosphorylation is an early defect in the pathogenesis of non-insulin-dependent diabetes mellitus. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, vol. 92, no. 4, p

17 ? PŘÍČINY INZULÍNOVÉ REZISTENCE V KOSTERNÍCH SVALECH ? NARUŠENÁ REGULACE SIGNALIZACE INZULÍNOVÝCH RECEPTORŮ REDUKOVANÁ KAPACITA KOSTERNÍCH SVALŮ PRO OXIDACI TUKŮ ZHORŠENÉ INZULÍNEM STIMULOVANÉ USKLADŇOVÁNÍ GLUKÓZY PORUŠENÝ TRANSPORT A FOSFORYLACE GLUKÓZY COLBERG, S.R., SIMONEAU, J.A., THAETE, F.L., KELLEY, D.E. Skeletal muscle utilization of free fatty acids in women with visceral obesity. J. Clin. Invest. 1995, vol. 95, no. 4, p  KELLEY, D.E., SIMONEAU, A., GOODPASTER,B., TROOST, F. Defects of skeletal muscle fatty acid metabolism in obesity. Obes. Res. 1997, vol. 5, p. 21S. menší využitelnost MK zvýšená esterifikace a ukládání tuků v kosterních svalech

18 INZULÍNOVÁ REZISTENCE ? PŘÍČINY INZULÍNOVÉ REZISTENCE V KOSTERNÍCH SVALECH ? defekt metabolismu sacharidůdefekt metabolismu MK

19 KELLEY, D.E., SIMONEAU, A., GOODPASTER,B., TROOST, F. Defects of skeletal muscle fatty acid metabolism in obesity. Obes. Res. 1997, vol. 5, p. 21S. Poměr mezi využitím glukózy (Rd – ukazatel inzulínové senzitivity) během inzulínové stimulace a poměrem aktivity hexokinázy (glykolytický enzym) k aktivitě citrát syntázy (oxidativní enzym) u diabetiků, obézních a štíhlých zdravých osob

20 JOHNSON, N.A., STANNARD, S.R., THOMPSON, M.W. Muscle triglyceride and glycogen in endurance exercise: implications for performance. Sports Med. 2004, vol. 34, no. 3, p Sportovní medicína dříve – manipulace s krátkodobými změnami příjmu živin - akcentování glykogenu jako energetického substrátu (glykogenová superkompenzace před závody) ??

21 JOHNSON, N.A., STANNARD, S.R., THOMPSON, M.W. Muscle triglyceride and glycogen in endurance exercise: implications for performance. Sports Med. 2004, vol. 34, no. 3, p Intracelulární tuky - významný svalový energetický substrát - využíván při prolongovaném zatížení tvorba zásobních lipidů relativně rychlá ukládání lipidů za podmínek sníženého příjmu sacharidů dominantní U výborně vytrvalostně trénovaných osob

22 JOHNSON, N.A., STANNARD, S.R., THOMPSON, M.W. Muscle triglyceride and glycogen in endurance exercise: implications for performance. Sports Med. 2004, vol. 34, no. 3, p Intracelulární tuky - významný svalový energetický substrát - využíván při prolongovaném zatížení Intramyocelulární lipidy stejně dostupný energetický substrát jako glykogen Dobře vytrvalostně trénovaní sportovci snadno využívají ? tuková superkompenzace před závody ?

23 Vliv vytrvalostní tělesné práce na hladinu volných mastných kyselin a glycerolu v plazmě a na množství intracelulárních lipidů v pracujících a nepracujících svalech SCHRAUWEN-HINDERLING, et al. Intramyocellular lipid content is increased after exercise in nonexercising human skeletal muscle. J Appl Physiol. 2003, vol. 95, no. 6, p

24 SCHRAUWEN-HINDERLING, V.B., VAN LOON, L.J., KOOPMAN, R., NICOLAY, K., SARIS, W.H., KOOI, M.E. Intramyocellular lipid content is increased after exercise in nonexercising human skeletal muscle. J. Appl. Physiol. 2003b, vol. 95, no. 6, p Hladina inzulínu v krvi před a po 14 denním vytrvalostním tréninku (otevřený symbol – před tréninkem, plný červený symbol – po tréninku) se významně neliší

25 Obsah intramyocelulárních lipidů po 14 denním vytrvalostním tréninku Bílý sloupec – před zátěží, černý sloupec – po zátěži SCHRAUWEN-HINDERLING, V.B., VAN LOON, L.J., KOOPMAN, R., NICOLAY, K., SARIS, W.H., KOOI, M.E. Intramyocellular lipid content is increased after exercise in nonexercising human skeletal muscle. J. Appl. Physiol. 2003b, vol. 95, no. 6, p před tréninkempo tréninku se významně zvyšuje

26 Zvýšení množství intramyocelulárních tuků je velmi časnou odpovědí na trénink, která předchází zvýšení inzulínové senzitivity Při vytrvalostním tréninku zvýšená přítomnost triglyceridů ve svalech nemá negativní vliv na účinnost inzulínu Při nedostatku pohybu je zvýšená přítomnost triglyceridů ve svalech příčinou inzulínové rezistence !!!

27 Během vytrvalostní práce dochází k depleci intramyocelulárních BOESCH, C., SLOTBOOM, J., HOPPELER, H., KREIS, R. In vivo determination of intra-myocellular lipids in human muscle by means of localized 1H-MR-spectroscopy. Magn. Reson. Med. 1997, vol. 37, no. 4, p

28 Zdravé štíhlé osoby kosterní svaly metabolicky flexibilní BRUN, J.F., VARLET-MARIE, E., CASSAN, D., MANETTA, J., MERCIER, J. Blood fluidity is related to the ability to oxidize lipids at exercise. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2004, vol. 30, no. 3-4, p Obézní osoby nebo diabetici 2. typu kosterní svaly metabolicky neflexibilní při intenzivní zátěži v důsledku zvýšené oxidace lipidů snížená oxidace glykogenu při vytrvalostní práci dominantní využití tuků při intenzivní zátěži dominantní využití glykogenu při vytrvalostní práci využití tuků klesá

29 BRUN, J.F., VARLET-MARIE, E., CASSAN, D., MANETTA, J., MERCIER, J. Blood fluidity is related to the ability to oxidize lipids at exercise. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2004, vol. 30, no. 3-4, p Obézní osoby nebo diabetici 2. typu kosterní svaly metabolicky neflexibilní při intenzivní zátěži v důsledku zvýšené oxidace lipidů snížená oxidace glykogenu při vytrvalostní práci využití tuků klesá KLESÁ VYTRVALOSTNÍ KAPACITA KLESÁ MAXIMÁLNÍ AEROBNÍ KAPACITA

30 COLBERG, S.R., HAGBERG, J.M., McCOLE, S.D., ZMUDA, J.M., THOMPSON, P.D., KELLEY, D.E. Utilization of glycogen but not plasma glucose is reduced in individuals with NIDDM during mild- intensity exercise. J. Appl. Physiol. 1996, vol. 81, no. 5, p Oxidace glykogenu (40-minutové práci při 40% VO 2 max) ** ***

31 Snížená schopnost oxidovat a periodicky snižovat svalové triglyceridy při vytrvalostní práci BRUN, J.F., VARLET-MARIE, E., CASSAN, D., MANETTA, J., MERCIER, J. Blood fluidity is related to the ability to oxidize lipids at exercise. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2004, vol. 30, no. 3-4, p Zvýšené množství krevních tuků Zvýšená tvorba volných radikálů Zvýšená viskozita krve Deformace erytrocytů

32 BRUN, J.F., VARLET-MARIE, E., CASSAN, D., MANETTA, J., MERCIER, J. Blood fluidity is related to the ability to oxidize lipids at exercise. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2004, vol. 30, no. 3-4, p Pravidelná pohybová aktivita Snižuje množství krevních tuků Snižuje tvorbu volných radikálů ŘADA POZITIVNÍCH VLIVŮ NA ZDRAVÍ ČLOVĚKA

33  BERGGREN, J.R., HULVER, M.W., DOHM, G.L., HOUMARD, J.A. Weight loss and exercise: implications for muscle lipid metabolism and insulin action. Med. Sci. Sports Exerc. 2004, vol. 36, no. 7, p  GOODPASTER, B.H., THAETE, F.L., SIMONEAU, J.A., KELLEY, D.E. Subcutaneous abdominal fat and thigh muscle composition predict insulin sensitivity independently of visceral fat. Diabetes. 1997, vol. 46, no. 10, p Snížení hyperinzulinémie Pravidelná pohybová aktivita Zvýšená oxidace MK Zvýšená účinnost inzulínu v kosterním svalstvu DRISCOLL, S.D., MEININGER, G.E., LJUNGQUIST, K., HADIGAN, C., TORRIANI, M., KLIBANSKI, A., FRONTERA, W.R., GRINSPOON, S. Differential effects of metformin and exercise on muscle adiposity and metabolic indices in human immunodeficiency virus-infected patients. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2004, vol. 89, no. 5, p

34 Intramyocelulární lipidy v m. vastus lateralis před (pre) a po 15 týdenní energetické restrikci (ER 700 kcal/day ) a 20 týdenním vytrvalostním tréninku + nízkoenergetické dietě (ET- LFD). Glykogen v m. vastus lateralis před (pre) a po energetické restrikci (ER) a vytrvalostním tréninku + nízkoenergetické dietě (ET- LFD). MALENFANT, P., TREMBLAY, A., DOUCET, E., IMBEAULT, P., SIMONEAU, J.A., JOANISSE, D.R. Elevated intramyocellular lipid concentration in obese subjects is not reduced after diet and exercise training. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2001, vol. 280, no. 4, p. E Redukce hmotnosti ze 100 ± 6 kg na 89 ± 6 kg během ER a na 84 ± 4 kg po ET-LFD

35 Index celkového množství intramuskulárních lipidů (ORO fraction) u šesti morbidně obézních osob před a po redukci hmotnosti GRAY, R.E., TANNER, C.J., PORIES, J.W., MACDONALD, K. G., AND HOUMARD, J. A. Effect of weight loss on muscle lipid content in morbidly obese subjects. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2003, vol no 4, p. E

36 Změna intramyocelulárních lipidů na základě redukce hmotnosti způsob intervence vstupní hodnoty intramuskulárních lipidů genetická výbava atd.

37 Dominantní paradigma = porto-viscerální hypotéza syndrom ektopických tukových zásob zvýšená viscerální adipozitainhibice účinnosti inzulínu endokrinní žláza s multifaktoriálním zásahem do metabolismu ostatních tkání JátraΒ-buňky Kosterní svaly RAVUSSIN, E., SMITH, SR. Increased fat intake, impaired fat oxidation, and failure of fat cell proliferation result in ectopic fat storage, insulin resistance, and type 2 diabetes mellitus. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2002, vol. 967, p těžká inzulínová rezistence angiotenzin II interleukin-6 leptin rezistin adiponectin

38 syndrom ektopických tukových zásob zvýšená viscerální adipozitainhibice účinnosti inzulínu endokrinní žláza s multifaktoriálním zásahem do metabolismu ostatních tkání JátraΒ-buňky Kosterní svaly těžká inzulínová rezistence Redukce hmotnosti založená na racionální dietě a pravidelném cvičení výrazně snižuje riziko, které je spojeno se zvýšeným množstvím intramuskulárních lipidů u obézních osob D ě kuji za pozornost


Stáhnout ppt "Pohybová aktivita a obezita z hlediska metabolismu kosterních svalů Patofyziologie tělesné zátěže Fyzioterapie."

Podobné prezentace


Reklamy Google