Effects of exercise on hepatic steatosis in children: role of fitness
- Autores: María Medrano Echeverría
- Directores de la Tesis: Idoia Labayen Goñi (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Pública de Navarra ( España ) en 2019
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Palma Chillón Garzón (presid.), Mairena Sánchez López (secret.), Jorge Augusto Pinto da Silva Mota (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Salud por la Universidad Pública de Navarra
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Academica-e
- Resumen
La prevalencia de sobrepeso y obesidad infantil ha aumentado en las últimas décadas llegando a convertirse en una pandemia global. Las niñas y niños con obesidad tienen un mayor riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares, diabetes tipo 2 e hígado graso no alcohólico (NAFLD en sus siglas en inglés). La NAFLD está considerada como la enfermedad hepática más común en la infancia y como el componente hepático del síndrome metabólico. Mayores niveles de condición física y actividad física se asocian, entre otros aspectos relacionados con la salud, con una mejor salud cardiovascular y una menor resistencia a la insulina en niños y adolescentes. Sin embargo, hasta la fecha se dispone de muy poca información acerca de la asociación de la condición física y la actividad física con la esteatosis hepática en edad pediátrica. Las intervenciones basadas en los estilos de vida son el pilar fundamental en el manejo de la NAFLD infantil. Sin embargo, no hay estudios previos que examinen el efecto de la adición de un programa de ejercicio físico supervisado a una intervención familiar basada en los estilos de vida sobre la grasa hepática medida mediante métodos precisos en población pediátrica prepuberal. Igualmente, no hay recomendaciones específicas de ejercicio físico (en relación al tipo, intensidad, frecuencia y duración) para la reducción de esteatosis hepática en jóvenes; además, se conoce muy poco acerca del papel de la condición física en los cambios del porcentaje de grasa hepática tras una intervención de ejercicio físico en niños y adolescentes.
Por lo tanto, los objetivos principales de esta Tesis Doctoral Internacional fueron: I) examinar si la capacidad cardiorrespiratoria se relaciona con la concentración plasmática de enzimas hepáticas en adolescentes europeos independientemente de la circunferencia de cintura, y testar si tener una mayor capacidad cardiorrespiratoria está asociada con un mejor perfil de enzimas hepáticas en aquellos adolescentes con una mayor circunferencia de cintura; II) explorar la asociación de los componentes de la condición física y la actividad física con el porcentaje de grasa hepática, las concentraciones plasmáticas de enzimas hepáticas, la resistencia a la insulina y el riesgo cardiometabólico en niñas y niños con sobrepeso u obesidad; III) analizar sistemáticamente el efecto del ejercicio físico supervisado en el porcentaje de grasa hepática y en la prevalencia de esteatosis hepática en niños y adolescentes; investigar el diseño de ejercicio más apropiado en términos de tipo, intensidad, volumen y frecuencia, para el manejo de la esteatosis hepática pediátrica; y explorar si existe una asociación entre las mejorar de la capacidad cardiorrespiratoria y la fuerza muscular con la reducción del porcentaje de grasa hepática en jóvenes; IV) determinar si un programa de intervención multicomponente de 22 semanas de duración, basado en educación familiar en estilos de vida saludable y psicoeducación que incluya además ejercicio físico supervisado, es más efectivo reduciendo el porcentaje de grasa hepática que solamente el programa educativo en niñas y niños con sobrepeso u obesidad; y V) analizar la variabilidad interindividual y comparar la prevalencia de respondedores en relación con el porcentaje de grasa hepática, la adiposidad total y abdominal y las concentraciones plasmáticas de gamma-glutamil-transferasa en los niñas y niños participantes en una intervención basada en educación familiar en estilos de vida saludable y psicoeducación de 22 semanas de duración, que incluya o no ejercicio físico.
Para dar respuesta a estos objetivos, se llevaron a cabo cinco estudios en el contexto de dos proyectos: el estudio trasversal HELENA y el estudio EFIGRO.
Las conclusiones de esta Tesis fueron: I) una elevada capacidad cardiorrespiratoria podría atenuar las consecuencias negativas de la circunferencia de la cintura sobre las concentraciones plasmáticas de las enzimas hepáticas en los adolescentes; II) una elevada capacidad cardiorrespiratoria podría tener efectos beneficiosos específicos sobre la grasa hepática, las concentraciones plasmáticas de las enzimas hepáticas, la resistencia a la insulina y el riesgo cardiometabólico en niñas y niños con sobrepeso u obesidad; III) el ejercicio físico supervisado reduce el porcentaje de grasa hepática en los menores, y conjuntamente con otras actividades basadas en los cambios del estilo de vida, es una estrategia eficaz para reducir la prevalencia de esteatosis hepática en población pediátrica. Tanto el ejercicio aeróbico como el de fuerza, a intensidades vigorosas o de moderadas a vigorosas, en sesiones de al menos 60 minutos de duración, con un mínimo de 3 sesiones por semana, con el objetivo de aumentar la capacidad cardiorrespiratoria y la fuerza muscular, deberían ser incluidos en el diseño de los programas de ejercicio para la prevención y el tratamiento de la esteatosis hepática en niños y adolescentes; IV) un programa de intervención familiar multicomponente de 22 semanas de duración que incluye ejercicio físico supervisado además de un programa basado en educación familiar en estilos de vida saludable y psicoeducación, es capaz de reducir la esteatosis hepática, la adiposidad total y abdominal, y la resistencia a la insulina en niñas y niños preadolescentes con sobrepeso u obesidad; y V) la adición de un programa de ejercicio físico supervisado a un programa de educación familiar de 22 semanas de duración, basado en educación familiar en estilos de vida saludable y psicoeducación, parece aumentar la tasa de respondedores en cuanto al porcentaje de grasa hepática, la adiposidad y las concentraciones plasmáticas de gamma-glutamil-transferasa en niñas y niños con sobrepeso u obesidad tras la intervención. Las mejoras en la capacidad cardiorrespiratoria podrían explicar las diferencias entre respondedores y no respondedores en relación con el peso y el índice de masa corporal.
Los resultados de esta Tesis pueden tener implicaciones clínicas y prácticas a la hora de diseñar intervenciones basadas en los estilos de vida y el ejercicio físico para la prevención o el tratamiento de la obesidad y la esteatosis hepática pediátrica, así como de otras comorbilidades asociadas como la diabetes tipo 2 o las enfermedades cardiovasculares. Concretamente, el ejercicio físico supervisado, tanto el aeróbico como el de fuerza, realizado al menos a intensidad moderada a vigorosa, en sesiones de 60 minutos y 3 veces por semana, y cuyo objetivo sea el aumento de la condición física cardiorrespiratoria, debería formar parte de los programas de prevención y tratamiento de la esteatosis hepática y de los factores de riesgo cardiovascular en jóvenes, particularmente en niñas y niños con sobrepeso u obesidad.
The prevalence of childhood overweight and obesity has increased in the last decades becoming a global pandemic. Children with obesity have a higher risk of developing cardiovascular diseases, type 2 diabetes, and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). NAFLD is considered the most common liver disease in childhood and as the hepatic component of the metabolic syndrome. Higher levels of physical fitness and physical activity are related with healthier profiles of cardiovascular health, insulin resistance and other health conditions y children and adolescents. However, to date, limited data are available regarding the association of physical fitness and physical activity with hepatic steatosis in children. Lifestyle interventions represent the cornerstone in the management of paediatric NAFLD. However, there are no previous studies examining the effect of a supervised exercise program in addition to a familiar lifestyle intervention on percentage hepatic fat measured by accurate methods in prepubertal children. Likewise, specific exercise recommendations (regarding type, intensity, frequency and duration) to reduce hepatic steatosis have been not provided in youth, and little is known about the role of the improvements in physical fitness on percentage hepatic fat changes after an exercise intervention in children and adolescents.
Therefore, the objectives of the present International Doctoral Thesis were: I) to examine whether cardiorespiratory fitness is related to liver enzymes levels in European adolescents independent of waist circumference, and to test whether having a high cardiorespiratory fitness is associated with an improved liver enzyme profile in those adolescents with a high waist circumference; II) to explore the association of physical fitness components and physical activity with percentage hepatic fat, liver enzymes levels, insulin resistance, and cardiometabolic risk in children with overweight/obesity; III) to systematically analyse the effects of supervised exercise interventions on percentage hepatic fat and hepatic steatosis prevalence in children and adolescents, to investigate the most appropriate design of exercise in terms of the type, intensity, volume and frequency, for the management of paediatric hepatic steatosis, and to explore whether exists an association of improvements in cardiorespiratory fitness and musculoskeletal fitness with the reduction of percentage hepatic fat in youth; IV) to determine whether a 22-week multicomponent family-based lifestyle and psycho-education program plus a supervised exercise intervention, is more effective reducing percentage hepatic fat, than the lifestyle program alone in children with overweight/obesity; and V) to analyse the interindividual variability and to compare the prevalence of responders regarding percentage hepatic fat, total and abdominal adiposity, and gamma-glutamyl-transferase levels among children with overweight/obesity participating in a 22-week lifestyle intervention, with or without supervised exercise.
To address these objectives, five studies were conducted in the context of two projects: the HELENA cross-sectional study and the EFIGRO study.
The conclusions of this Thesis were: I) high cardiorespiratory fitness levels may attenuate the deleterious consequences associated with a high waist circumference on liver enzymes in adolescents; II) high levels of cardiorespiratory fitness seem to have specific protective effects on hepatic fat, liver enzyme levels, insulin resistance, and cardiometabolic risk in children with overweight/obesity; III) supervised exercise alone reduces percentage hepatic fat in children and adolescents and, its combination with lifestyle activities, is an effective approach to reduce hepatic steatosis prevalence in youth. Both aerobic and resistance exercise at vigorous or moderate-to-vigorous intensities in sessions of at least 60 minutes and with a minimum of 3 sessions per week, focused on increasing cardiorespiratory fitness and musculoskeletal fitness, should be included in the design of exercise programs for the prevention and management of hepatic steatosis in children and adolescents; IV) a 22-week family-based multicomponent intervention program that included supervised exercise in addition to a lifestyle- and psycho-education program has the potential to reduce hepatic steatosis, total and abdominal fat, and insulin resistance in preadolescent children with overweight/obesity. These findings highlight the importance of including supervised exercise in addition to other lifestyle components for the management of hepatic steatosis and related health risks in children with overweight/obesity; and V) the addition of supervised exercise to a 22-week family-based lifestyle educational intervention seems to increase the rates of responders for percentage hepatic fat, adiposity, and gamma-glutamyl-transferase levels in children with overweight/obesity after the intervention. Improvements in cardiorespiratory fitness may explain the differences between responders and non-responders for weight and body mass index.
Altogether, the findings of this Thesis may have practical and clinical implications for the design of lifestyle interventions focused on the prevention/treatment of paediatric obesity and hepatic steatosis, as well as other related comorbidities such as type 2 diabetes and cardiovascular diseases. Specifically, exercise training, both aerobic and resistance exercise at least at moderate-to-vigorous intensity, in sessions of 60 minutes and 3 sessions per week and focused on the improvements of cardiorespiratory fitness, should be included in programs for the management of hepatic steatosis and related health risks in youth, and particularly in children with overweight/obesity.
