Efeito do exercício físico em ambiente fechado nas concentrações de vitamina D, expressão do gene receptor da vitamina D e fatores de risco cardiometabólicos em adolescentes obesos

Abstract

Resumo: A vitamina D (25(OH)D) tem sido inversamente relacionada a diversos fatores de risco cardiometabólicos e diretamente à prática de exercícios físicos. No entanto, o impacto da prática regular de exercício físico em ambiente fechado nas concentrações de 25(OH)D demanda maiores elucidações. O objetivo geral desta tese foi avaliar o efeito da prática de exercício físico em ambiente fechado nas concentrações da 25(OH)D, expressão do gene receptor de vitamina D (VDR) e fatores de risco cardiometabólicos em adolescentes. Desta maneira, foram definidos três objetivos específicos, cujos resultados foram apresentados em formato de estudos: Estudo 1 - Avaliar as possíveis associações entre as concentrações de 25(OH)D e expressão do gene VDR com aptidão cardiorrespiratória e perfil cardiometabólico em adolescentes e verificar a interação entre os fatores de risco cardiometabólicos com o delta de 25(OH)D, considerando a aptidão cardiorrespiratória, nível de atividade física, expressão do gene VDR e tempo de tela como possíveis moderadores dessa relação. Estudo 2 - Comparar os efeitos do treinamento de intensidade moderada (MICT) com treinamento intervalado de alta intensidade (HIIT) em ambiente fechado sobre as concentrações de 25(OH)D, variáveis antropométricas, composição corporal, aptidão física e fatores de risco cardiometabólicos em adolescentes com excesso de peso. Estudo 3 - Avaliar o efeito da prática de exercício físico em ambiente fechado sobre a expressão do gene VDR em adolescentes com excesso de peso. Participaram do presente estudo adolescentes, com idade entre 10 e 18 anos de ambos os sexos. Os adolescentes foram avaliados quanto as variáveis antropométricas, sanguíneas e aptidão física. O Estudo 1, que avaliou associação, possui delineamento transversal e os Estudos 2 e 3, que avaliaram efeito, apresentam delineamento longitudinal. Para o Estudo 1 os adolescentes foram alocados em 25(OH)D adequada e eutróficos (n=30), 25(OH)D adequada e excesso de peso (n=86) e 25(OH)D baixa e excesso de peso (n=38). O Estudo 2 contou com três grupos, sendo eles: MICT (n=12), HIIT (n=12) e grupo controle (GC; n=12), que não praticou exercícios físicos. O Estudo 3 além do Grupo Intervenção (n=15), que uniu os grupos de treinamento (MICT e HIIT) contou com o GC (n=17). Os estudos com delineamento longitudinal tiveram a duração de 12 semanas, os programas de treinamento físico foram realizados em uma sala de ciclismo indoor. Foram realizadas três sessões semanais. Resultados Estudo 1 – foi observada relação inversa entre 25(OH)D e triglicérideos (TG) (r=-0,173; p=0,032). Além disso, os participantes com TG elevado apresentam 3,335 vezes mais chances de apresentarem baixas concentrações de 25(OH)D (OR=3,335; p=0,005). A aptidão cardiorrespiratória foi moderadora na interação entre índice de massa corporal-z (IMC-z) (p=0,035), circunferência da cintura (CC) (p=0,038) e glicose (p=0,042) e delta de 25(OH)D, e o nível de atividade física foi moderador da interação entre IMC-z (p=0,024), CC (p=0,022), quantitative insulin sensitivity check index (QUICKI) (p=0,008), homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) (p=0,045) e glicose (p=0,012) com o delta de 25(OH)D. Resultados Estudo 2 - apontam que o HIIT foi eficaz em promover aumento da concentração de 25(OH)D (p=0,024), redução do IMC-z (p=0,012), relação cintura e estatura (RCEst) (p=0,015) e colesterol total (CT) (p=0,041) e aumento das variáveis relacionadas a aptidão física (flexibilidade, resistência abdominal, força e aptidão cardiorrespiratória), sendo que na interação grupo e tempo o HIIT foi superior aos outros grupos para RCEst, flexibilidade, resistência abdominal, força, e variáveis relacionadas a aptidão cardiorrespiratória. Resultados Estudo 3 – na interação entre grupo e tempo, foram observados valores significativos para aumento da frequência cardíaca de repouso (FCrep) (p=0,040) e redução da gordura corporal (p=0,045) no GC, e aumento do leg press (p=0,018), preensão manual direita (PMD) (p=0,004) e da expressão do gene VDR (p<0,001) no GI. Além disso, o GI apresentou maior percentual de respondentes para a expressão do gene VDR (p=0,001). Por fim, o delta da massa livre de gordura apresentou correlação direta com o delta da expressão do gene VDR no GI (r=0,566; p=0,028). Considerações finais - aqueles que apresentam baixas concentrações de 25(OH)D e excesso de peso têm perfil cardiometabólico desfavorável em comparação aqueles com 25(OH)D adequada e eutróficos. Além disso, o HIIT pode ser uma boa alternativa para promover o aumento das concentrações de 25(OH)D em adolescentes com excesso de peso. E por fim, o exercício físico praticado em ambiente fechado foi eficaz em promover o aumento da expressão do gene VDR em comparação ao grupo controle. Desta maneira, a prática regular de exercício físico, em especial o HIIT, deve ser incentivada e se mostrou eficiente na promoção do aumento das concentrações de 25(OH)D e expressão do gene VDR, mesmo que praticado em ambiente fechado.

Abstract: Vitamin D (25(OH)D) has been inversely related to several cardiometabolic risk factors and directly related to physical exercise. However, the impact of regular physical exercise in a closed environment at 25(OH)D concentrations demands further elucidation. The general objective of this thesis was to evaluate the effect of indoors physical exercise on 25(OH)D concentration, vitamin D receptor gene expression (VDR) and cardiometabolic risk factors in adolescents. Thus, three specific objectives were defined, the results of which were presented in a study format: Study 1 - To evaluate the possible associations between 25(OH)D concentrations and VDR gene expression with cardiorespiratory fitness and cardiometabolic profile in adolescents and verify the interaction between cardiometabolic risk factors and delta of 25(OH)D, considering cardiorespiratory fitness, physical activity level, VDR gene expression and screen time as possible moderators of this relationship. Study 2 - To compare the effects of moderate-intensity training (MICT) with high-intensity interval training (HIIT) in a closed environment on 25(OH)D concentrations, anthropometric variables, body composition, physical fitness and cardiometabolic risk factors in overweight adolescents. Study 3 - To evaluate the effect of physical exercise in a closed environment on VDR gene expression in overweight adolescents. Adolescents aged between 10 and 18 years of both sexes participated in the present study. The participants were evaluated regarding anthropometric, blood and physical fitness variables. Study 1, which evaluated association, has a cross-sectional design and Studies 2 and 3, which evaluated effect, have a longitudinal design. For Study 1, adolescents were allocated to adequate 25(OH)D and eutrophic (n=30), adequate 25(OH)D and overweight (n=86) and low 25(OH)D and overweight (n=38). Study 2 had three groups: MICT (n=12), HIIT (n=12) and control group (CG; n=12), which did not practice physical exercises. Study 3, in addition to the Intervention Group (IG) (n=15), which joined the training groups (MICT and HIIT) included the CG (n=17). The studies with a longitudinal design had a duration of 12 weeks, the physical training programs were carried out in an indoor cycling room. Three weekly sessions were held. Results Study 1 – an inverse relationship was observed between 25(OH)D and triglycerides (TG) (r=-0.173; p=0.032). In addition, participants with high TG are 3.335 times more likely to have low concentrations of 25(OH)D (OR=3.335; p=0.005). Cardiorespiratory fitness moderated the interaction between body mass index-z (BMI-z) (p=0.035), waist circumference (WC) (p=0.038) and glucose (p=0.042) and delta of 25(OH) D, and the level of physical activity was a moderator of the interaction between BMI-z (p=0.024), WC (p=0.022), quantitative insulin sensitivity check index (QUICKI) (p=0.008), homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) (p=0.045) and glucose (p=0.012) with the delta of 25(OH)D. Results Study 2 - point out that HIIT was effective in promoting an increase in the concentration of 25(OH)D (p=0.024), reduction in BMI-z (p=0.012), waist-to-height ratio (WHtR) (p=0.015) and total cholesterol (TC) (p=0.041) and an increase in variables related to physical fitness (flexibility, abdominal resistance, strength and cardiorespiratory fitness), and in the group and time interaction HIIT was superior to the other groups for WHtR, flexibility, abdominal resistance, strength, and variables related to cardiorespiratory fitness. Results Study 3 – in the interaction between group and time, significant values were observed for increase in resting heart rate (HRrep) (p=0.040) and reduction of body fat (p=0.045) in the CG and increase in leg press (p =0.018), right hand grip strength (p=0.004) and VDR gene expression (p<0.001) in the GI. In addition, the GI had a higher percentage of respondents for the expression of the VDR gene (p=0.001). Finally, the delta of fat-free mass was directly correlated with the delta of VDR gene expression in GI (r=0.566; p=0.028). Final considerations - those with low concentrations of 25(OH)D and overweight have an unfavorable cardiometabolic profile compared to those with adequate 25(OH)D and those with normal weight. In addition, HIIT may be a good alternative to promote increased 25(OH)D concentrations in overweight adolescents. Finally, physical exercise practiced indoors was effective in promoting increased of VDR gene expression compared to the control group. In this way, the regular practice of physical exercise, especially HIIT, should be encouraged and proved to be efficient in promoting increased concentrations of 25(OH)D and VDR gene expression, even if practiced indoors.