Effects of long-term aerobic exercise on metabolic syndrome in older adults – a substudy of the randomized controlled trial Generation 100

Abstract

Bakgrunn: Metabolsk syndrom (MetS) øker risikoen for utvikling av kardiovaskulær sykdom som er den ledende dødsårsaken på verdensbasis. Ettersom prevalensen av MetS øker, er det svært viktig å adressere passende prevensjons- og behandlingsstrategier for MetS. Det finnes kun få studier som undersøker treningseffekter på MetS i eldre populasjoner, og derfor er målet med denne masteroppgaven å undersøke effektene av langtids aerobisk trening på prevalensen og risikofaktorene av MetS i eldre voksne.

Metoder: Denne masteroppgaven inkluderer en subpopulasjon av den randomiserte, kontrollerte studien Generasjon 100 (Gjennomsnittlig alder: 73 år). Personer ble inkludert hvis de ble definert med MetS ifølge den siste oppdaterte definisjonen (AHA/NHLBI og IDF, n=345). Midjemål (Mm), triglyserider (TGs), high density lipoprotein-kolesterol (HDL-K), systolisk og diastolisk blodtrykk (SBP, DBP), glycated hemoglobin (HbA1c) og peak oksygen opptak (V̇O2peak) ble målt ved baseline og etter fem år. Deltakerne ble randomisert i en av de følgende tre forskjellige gruppene: kontroll, moderat intensitet trening (MIT) eller høy intensitet intervall trening (HIIT). HIIT gruppa ble instruert til å gjennomføre to treninger i uka med fire fire-minutters intervaller med en intensitet tilsvarende 85-95% av den maksimale hjertefrekvensen. MIT gruppa ble instruert til å trene to ganger i uka kontinuerlig i 50 minutter med en intensitet tilsvarende 70% av den maksimale hjertefrekvensen. Kontrollgruppa ble instruert til å følge helsedirektoratets råd for fysisk aktivitet som tilsvarer 30 minutter daglig fysisk aktivitet ved moderat intensitet. Responsvariablene var endringer i prevalens og individuelle risikofaktorer av MetS.

Resultater: 38% prosent av den hele studiepopulasjonen var etter fem år av intervensjon ikke lenger definert med MetS (37% av kontroll-, 37% av MIT-, og 42% av HIIT gruppa). Kontrollgruppa viste signifikante (p<0.05) reduksjoner i TGs (¬–6.8%), HDL-K (menn: –5.3%; kvinner: –8.7%), og V̇O2peak (menn: –10%; kvinner: –6.6%). MIT gruppa viste en signifikant (p<0.05) økning i Mm (bare menn: +1.6%), og signifikante reduksjoner i HDL-K (menn: –7.7%; kvinner: –5.5%), i HbA1c (–1.7%), og V̇O2peak (menn: –10.4%). HIIT gruppa økte Mm (bare menn: +1.4%), og reduserte TGs (–13%), HbA1c (–3.5%), og V̇O2peak (bare menn: –4.6%) signifikante (p<0.05). Ingen siknifikante forskjeller mellom gruppene ble funnet etter fem års intervensjon (unntatt i kvinner i HIIT gruppa som viste en signifikant mindre reduksjon i V̇O2peak sammenlignet med kontrollgruppa).

Konklusjon: Trening påvirket prevalensen og risikofaktorene av MetS i eldre voksne positivt. Til tross for at HIIT gruppa viste større endringer innenfor gruppa, var mangelen av signifikant forskjell mellom gruppene en indikasjon på at intervensjonene hadde lignende effekter på prevalensen av MetS og dens individuelle risikofaktorer. Grunnet en mulig krysning i treningsgruppene og en høyt aktiv kontrollgruppe er flere kontrollerte studier nødvendig for å videre undersøke effekten av forskjellige intensiteter. Ikke desto mindre viser disse resultatene at trening som behandlingsstrategi er oppfordret i eldre voksne med MetS.

Background: Metabolic Syndrome (MetS) increases the risk for developing a cardiovascular disease, which is the leading cause of death worldwide. Due to an increase in the prevalence of MetS, it is of paramount importance to address proper MetS prevention and treatment strategies. Since studies examining exercise effects on MetS in older populations are scarce and inconsistent, the aim of this thesis is to examine the effects of long-term aerobic exercise on the prevalence and risk factors of MetS in older adults.

Methods: This thesis includes a sub-population of the randomized controlled trial Generation 100 (mean age 73 years). Subjects were included if they were defined with MetS according to the last-updated definition (AHA/NHLBI and IDF, n=345). Waist circumference (WC), triglycerides (TGs), high density lipoprotein-cholesterol (HDL-C), systolic and diastolic blood pressure (SBP, DBP), glycated hemoglobin (HbA1c) and peak oxygen uptake (V̇O2peak) were measured at baseline and after five years. The participants were randomized into one of the three following groups: control, moderate intensity training (MIT) or high intensity interval training (HIIT). The HIIT group was instructed to perform two training sessions per week with four by four-minute intervals at an intensity of 85-95% of the maximal heart rate. The MIT group was asked to exercise two times a week continuously for 50 minutes at an intensity of 70% of the maximal heart rate. The control group was advised to follow national physical activity guidelines, which correspond to daily 30 minutes of physical activity at a moderate intensity. Outcome measures were changes in prevalence and individual risk factors of MetS.

Results: 38% of the total sample was not defined as having MetS anymore after five years of intervention (37% of the control, 37% of the MIT, and 42% of the HIIT group). The control group displayed significant (p<0.05) reductions in TGs (–6.8%), HDL-C (men: –5.3%; women: –8.7%), and V̇O2peak (men: –10%; women: –6.6%). The MIT group displayed a significant (p<0.05) increase in WC (only men: +1.6%), and significant (p<0.05) reductions in HDL-C (men: –7.7%; women: –5.5%), HbA1c (–1.7%) and V̇O2peak (only men: –10.4%). The HIIT group increased WC (only men: +1.4%) and decreased TGs (–13%), HbA1c (–3.5%), and V̇O2peak (only men: –4.6%) significantly (p<0.05). No significant differences between the groups were found after five years of intervention (except in women in the HIIT group who displayed a significant lower reduction in V̇O2peak compared to the control group).

Conclusion: Exercise positively affected the prevalence and risk factors of MetS in older adults. Although the HIIT group showed more favorable changes within the group, the lack of significant differences between the groups indicate that the three interventions had overall similar effects on the prevalence of MetS and its individual risk factors. Due to a possible cross-over in the exercise groups and a highly active control group, more controlled studies are needed to further examine the effect of different intensities. Nevertheless, these results encourage the use of exercise as treatment strategy in older adults with MetS.