abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC São Paulo, SP, Brazil 5DnwcxgTStfMj4fq7VkpqTM 00007 S0066-782X2011000600007 S0066-782X(11)09600607 10.1590/S0066-782X2011005000048 Artigos Originais Influência do estado nutricional e do VO2max nos níveis de adiponectina em homens acima de 35 anos Martinez Eduardo Camillo Fortes Macos de Sá Rego Anjos Luiz Antônio dos Rio de Janeiro Rio de Janeiro Universidade Federal Fluminense Brazil Rio de Janeiro Fundação Oswaldo Cruz Brazil Instituto de Pesquisa da Capacitação Física do Exército Instituto Estadual de Diabetes e Endocrinologia Luiz Capriglione Brazil 06 2011 96 6 471 476 22 10 2010 12 08 2010 10 12 2010 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

FUNDAMENTO: A adiponectina é considerada importante fator na patogênese das doenças cardiovasculares e metabólicas, por suas propriedades antiaterogênicas e antiinflamatórias. Poucos estudos, entretanto, sugerem a existência de relação direta entre os níveis de adiponectina e os níveis de condicionamento cardiorrespiratório e atividade física. OBJETIVO: Verificar a influência do estado nutricional e do condicionamento cardiorrespiratório nos níveis plasmáticos de adiponectina em homens adultos. MÉTODOS: Foram avaliados 250 sujeitos, homens, todos militares da ativa do Exército Brasileiro (42,6 ± 4,8 anos). Foram mensurados os níveis plasmáticos de adiponectina, massa corporal, estatura, circunferência da cintura (CC), percentual de gordura por pesagem hidrostática e VO2max por ergoespirometria. Um questionário foi utilizado para obter as características do treinamento físico realizado pelos sujeitos. RESULTADOS: Na amostra, 121 (48%) sujeitos apresentaram sobrepeso e 36 (14%) eram obesos. Ainda, 66 sujeitos (27%) apresentaram percentual de gordura maior que 25% e 26.7% apresentaram CC > 94 cm. Sujeitos com sobrepeso e obesidade apresentaram valores significativamente menores de adiponectina em relação aqueles com estado nutricional normal. Sujeitos no mais alto tercil de VO2max apresentaram níveis de adiponectina mais altos que os demais. Os níveis de adiponectina estiveram positivamente correlacionados com o tempo total de treinamento físico semanal e com o VO2max e inversamente correlacionados com os valores de massa corporal, IMC e CC. A correlação dos níveis de adiponectina e do VO2max não permaneceu significante após controlada pelo IMC e CC. CONCLUSÃO: Sujeitos com melhor condicionamento cardiorrespiratório e com estado nutricional normal parecem apresentar níveis mais saudáveis de adiponectina.

 Adiponectina obesidade estado nutricional aptidão física militares 15 04 2011

Influência do estado nutricional e do VO2max nos níveis de adiponectina em homens acima de 35 anos

Eduardo Camillo Martinez; Macos de Sá Rego Fortes; Luiz Antônio dos Anjos

Escola Nacional de Saúde Pública; Instituto de Pesquisa da Capacitação Física do Exército; Instituto Estadual de Diabetes e Endocrinologia; Universidade Federal Fluminense, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: A adiponectina é considerada importante fator na patogênese das doenças cardiovasculares e metabólicas, por suas propriedades antiaterogênicas e antiinflamatórias. Poucos estudos, entretanto, sugerem a existência de relação direta entre os níveis de adiponectina e os níveis de condicionamento cardiorrespiratório e atividade física.

OBJETIVO: Verificar a influência do estado nutricional e do condicionamento cardiorrespiratório nos níveis plasmáticos de adiponectina em homens adultos.

MÉTODOS: Foram avaliados 250 sujeitos, homens, todos militares da ativa do Exército Brasileiro (42,6 ± 4,8 anos). Foram mensurados os níveis plasmáticos de adiponectina, massa corporal, estatura, circunferência da cintura (CC), percentual de gordura por pesagem hidrostática e VO2max por ergoespirometria. Um questionário foi utilizado para obter as características do treinamento físico realizado pelos sujeitos.

RESULTADOS: Na amostra, 121 (48%) sujeitos apresentaram sobrepeso e 36 (14%) eram obesos. Ainda, 66 sujeitos (27%) apresentaram percentual de gordura maior que 25% e 26.7% apresentaram CC > 94 cm. Sujeitos com sobrepeso e obesidade apresentaram valores significativamente menores de adiponectina em relação aqueles com estado nutricional normal. Sujeitos no mais alto tercil de VO2max apresentaram níveis de adiponectina mais altos que os demais. Os níveis de adiponectina estiveram positivamente correlacionados com o tempo total de treinamento físico semanal e com o VO2max e inversamente correlacionados com os valores de massa corporal, IMC e CC. A correlação dos níveis de adiponectina e do VO2max não permaneceu significante após controlada pelo IMC e CC.

CONCLUSÃO: Sujeitos com melhor condicionamento cardiorrespiratório e com estado nutricional normal parecem apresentar níveis mais saudáveis de adiponectina.

Palavras-chave: Adiponectina, obesidade, estado nutricional, aptidão física, militares.

Introdução

Recentes avanços nas ciências biomédicas estão continuamente modificando conceitos em relação ao papel de diferentes tecidos e órgãos na fisiologia do corpo humano. Além de sua função clássica de armazenamento de energia, o tecido adiposo (TA) é agora reconhecido como uma glândula endócrina importante e bastante ativa1. De acordo com Hauner2, o TA produz e secreta uma variedade de peptídeos e proteínas bioativas, chamadas adipocitocinas, especialmente a adiponectina, que é um potente modulador do metabolismo da glicose e lipídeos, bem como um indicador de distúrbios metabólicos3. Esse hormônio é produzido exclusivamente pelos adipócitos e difere dos outros por sua reduzida concentração no plasma em indivíduos obesos4.

A adiponectina é considerada um fator importante na patogênese das doenças metabólicas5, devido aos seus efeitos anti-aterogênicos, anti-diabéticos e antiinflamatórios6. Indivíduos com concentrações mais altas de adiponectina apresentam menor de risco de doenças cardiovasculares e metabólicas7.

Tem sido sugerido que o exercício físico, aumento da aptidão física e redução da obesidade estão associados com a melhora no estado metabólico, embora concentrações de adiponectina não tenham se alterado após alguns estudos experimentais8,9. Embora controversos, alguns estudos10-12 sugeriram uma relação direta entre os níveis de adiponectina e atividade física e, como ressaltado por Blüher e cols. 13, o treinamento físico parece aumentar o número de receptores de adiponectina na gordura subcutânea. Entretanto, somente alguns estudos associaram os níveis plasmáticos da adiponectina com mensurações objetivas da aptidão cardiorrespiratória. Assim, o objetivo do presente estudo foi verificar a associação entre medidas antropométricas, estimativa do estado nutricional e aptidão física com os níveis plasmáticos da adiponectina em indivíduos com mais de 35 anos de idade.

Métodos

Os indivíduos do estudo foram recrutados através de folhetos impressos em Organizações Militares do Exército Brasileiro (EB) na cidade do Rio de Janeiro, Brasil. Um total de 250 indivíduos, todos militares na ativa, foram voluntários para participar do estudo.

Em um dia pré-marcado, todos os indivíduos vieram ao laboratório na parte da manhã (entre 7 e 8 da manhã) após 12 horas de jejum. Todos os procedimentos foram explicados em detalhes aos indivíduos, os quais assinaram o Termo de Consentimento Livre e Informado (TCLI) antes da coleta de dados. Um tubo de ensaio de 4,5 ml de sangue foi obtido de cada participante e mantido congelado até o momento da mensuração dos níveis de adiponectina (ADIP - imunoensaio enzimático).

Em seguida, o índice de massa corporal (IMC) e altura foram medidos utilizando-se uma balança digital Filizola com divisões de 50 g e um estadiômetro de parede Sanny com precisão de 1 mm, respectivamente. O IMC foi calculado como massa corporal (MC) em quilogramas (kg) dividida pela altura ao quadrado (m2) e usado para estabelecer o estado nutricional como adequado (18,5 < IMC < 25 kg.m-2), sobrepeso (25 < IMC < 30 kg.m-2), e obesidade (IMC > 30 kg.m-2) de acordo com a OMS14. A circunferência da cintura (CC) foi medida na menor curvatura localizada entre a última costela e a crista ilíaca. O ponto de corte da CC de 94 cm foi utilizado para avaliar o aumento de risco de complicações metabólicas associadas com a obesidade14. Essas medidas foram seguidas por pesagem hidrostática, para obter-se a densidade corporal e a porcentagem de gordura corporal (%GC) foi calculada. A gordura corporal total (GCT) foi computada (MC x %GC) e utilizada na análise. Após a pesagem dentro da água, os indivíduos tomaram o café da manhã e responderam um questionário sobre suas rotinas de treinamento físico, seguido por um eletrocardiograma (ECG) de repouso e um Teste de Exercício Cardiopulmonar Máximo (TECM) na esteira. O tempo total gasto no treinamento físico (TF), em minutos por semana, foi calculado multiplicando-se a frequência semanal da atividade física pela duração média das sessões. O valor de corte de 150 min.sem-1 de atividade física com intensidade moderada a alta foi considerado o mínimo recomendado de atividade física15.

Um protocolo de rampa foi utilizado no TECM, que consistiu em um período de aquecimento de 3 minutos em ritmo de caminhada rápida, seguido por corrida sem inclinação na esteira (Inbrasport Super ATL - Porto Alegre - Brasil) com aumentos constantes na velocidade por 8 minutos após os quais a velocidade foi mantida constante e a inclinação foi aumentada até a exaustão volitiva. Todos os testes duraram de 8 a 12 minutos. O consumo de oxigênio e a produção de dióxido de carbono foram medidos utilizando-se o sistema CPX-D (Medical Graphics - St Paul Minnesota) durante o TECM. Antes do primeiro teste de cada dia, o equipamento era calibrado manualmente, seguido por autocalibração antes de cada teste. O VO2max foi medido ao esforço máximo, definido como a incapacidade de continuar o exercício a despeito de vigoroso encorajamento e confirmado pela razão de troca respiratória (R) >1.1, VE/VO2>35, frequência cardíaca (FC) > 95% do máximo previsto para a idade e frequência respiratória (FR) > 3016.

A análise estatística incluiu as características descritivas dos indivíduos (média, desvio-padrão, valores máximo e mínimo). Os coeficientes de correlação de Pearson foram calculados para verificar a associação entre as variáveis. O teste de análise de variância (ANOVA) foi utilizado para testar a significância do principal efeito da aptidão cardiorrespiratória (tercis de VO2max: < 36,43; 36,43-42,45 e > 42,45 ml O2.kg-1.min-1) e do estado nutricional nos níveis plasmáticos de adiponectina. As mesmas análises foram realizadas controlando para CC, VO2max ou ambos (Análise de covariância - ANCOVA). Os testes post hoc de Tukey foram utilizados para testar a significância entre as médias. A significância estatística foi estabelecida em 5%.

As análises bioquímicas foram realizadas por NKB Medicina Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brasil) e Roche Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brasil).

Todos os procedimentos de pesquisa foram aprovados pelo Comitê de Ética da Escola de Saúde Pública Sérgio Arouca, Fundação Oswaldo Cruz e todos os indivíduos assinaram o TCLI.

Resultados

A média (± DP) da idade dos indivíduos era 42,6 ± 4,8 anos, com IMC de 26,5 ± 3,8 kg.m-2 e níveis séricos de adiponectina de 15,1 ± 9,9 µg.ml-1 (Tabela 1). A amostra incluiu 121 indivíduos com sobrepeso (48%) e 36 obesos (14%). Um total de 66 indivíduos (27%) apresentavam %GC > 25% e 26,7% tinham CC > 94 cm.

Indivíduos com sobrepeso (13,9 ± 8,88 µg.ml-1) e obesos (12,0 ± 7,5 µg.ml-1) tinham valores significantemente mais baixos de adiponectina, em comparação com indivíduos com IMC adequado (18,1 ± 11,3 µg.ml-1). Essas diferenças foram mantidas mesmo quando a análise foi controlada pela CC, VO2max ou ambos. Os indivíduos no tercil mais baixo de VO2max tinham níveis de adiponectina significantemente mais baixos (Figura 1). Indivíduos com alta %GC (> 25%) tinham níveis significantemente mais baixos de adiponectina (12,7 ± 7,4 µg.ml-1) do que indivíduos com %GC < 15% (18,7 ± 11,4 µg.ml-1).

Os níveis séricos de adiponectina apresentaram uma fraca correlação positiva com TF e eram inversamente correlacionados com MC, IMC, %GC, gordura corporal total (GCT) e CC (Tabela 2). A correlação entre a adiponectina e VO2max (r = 0,07) não foi significante (p = 0,29) após controle para IMC e CC. A correlação com o TF permaneceu significante após o controle para idade, IMC e CC (r = 0,14). Indivíduos que realizavam pelo menos 150 min.sem-1 de treinamento com intensidade moderada a alta apresentavam os níveis mais altos de adiponectina (16,9 ± 10,4 µg.ml-1), quando comparados com aqueles que não atingiam tal volume de treinamento (14,3 ± 10,1 µg.ml-1).

Discussão

Em geral, os resultados do presente estudo estão de acordo com a literatura, que mostra que os níveis circulantes de adiponectina são mais altos em indivíduos não-obesos, em comparação a obesos e que os níveis de adiponectina mostram uma correlação negativa com medidas antropométricas (IMC e CC), mesmo após ajuste para idade e gordura corporal total7,17. Kantartzis e cols. 18 não encontraram diferença nos níveis de adiponectina entre indivíduos com sobrepeso e obesos, mesmo após o controle para gordura abdominal. No presente estudo, a adiponectina também não foi diferente entre indivíduos com sobrepeso e obesos, mas indivíduos com estado nutricional adequado apresentavam níveis mais altos de adiponectina.

A relação inversa entre a adiponectina e o IMC ou a %GC encontrada no presente estudo está de acordo com vários outros estudos7,12,18. Gavrila e cols. 19 sugeriram que a obesidade e a distribuição de gordura central eram preditores negativos independentes da adiponectina sérica e que a adiponectina poderia representar uma ligação entre a obesidade central e doenças metabólicas, provavelmente devido ao aumento na expressão de TNF-α, que reduz a expressão da adiponectina e a secreção in vitro dos adipócitos20,21. Esposito e cols. 22 encontraram um aumento de 48% nos níveis de adiponectina após 2 anos de dieta do Mediterrâneo de baixa energia e aumento da atividade física por 8 semanas em mulheres. Após a intervenção, os indivíduos apresentaram IMC, %GC e MC mais baixos e menor CC e níveis mais altos de adiponectina sérica, em comparação com o período pré-intervenção.

De acordo com Tsukinoki e cols. 12, os indivíduos com níveis de adiponectina < 4 µg.dl-1 apresentavam IMC mais alto do que os indivíduos com níveis > 4 µg.dl-1. Homens com IMC > 30 kg.m-2 e mais do que 25% de gordura corporal apresentavam valores mais baixos de adiponectina do que aqueles com menor IMC e %GC23. A alteração na MC e massa gordurosa corporal após o treinamento correlacionavam-se significantemente e negativamente com alterações nos níveis de adiponectina. Hulver e cols. 8 concluíram que a perda da massa corporal um ano após a cirurgia bariátrica causou significantes reduções no IMC, níveis de insulina e glicose de jejum e aumentos significantes nos níveis de adiponectina. Além disso, uma redução na massa do tecido adiposo (TA) subcutâneo, isoladamente, após lipoaspiração abdominal, não leva a uma redução similar na inflamação de baixo grau24, indicando que o TA visceral está mais intimamente associado com o estado inflamatório na obesidade do que o depósito de TA subcutâneo.

Embora indivíduos obesos tenham mais gordura corporal, eles também apresentam níveis mais altos de citocinas pró-inflamatórias IL-6 e TNF-α. Isso pode causar uma redução na expressão do mRNA da adiponectina e na liberação da adiponectina dos adipócitos. A adiponectina e TNF-α inibem um ao outro. A expressão da adiponectina é suprimida pela IL-625. Isso pode explicar porque indivíduos obesos tem níveis de adiponectina circulantes mais baixos. Em indivíduos obesos, os níveis plasmáticos de adiponectina eram mais baixos, apesar do tecido adiposo ser o único tecido de sua síntese, sugerindo uma retroalimentação negativa na sua produção imposta pelo desenvolvimento da obesidade. Portanto, a redução do peso corporal resultaria em uma desinibição pelo menos transitória, e, portanto, em um aumento da adiponectina no plasma. Nadler e cols. 26 mostraram através de microarranjo, que a expressão dos genes adipogênicos estava suprimida no desenvolvimento de obesidade em camundongos, sugerindo a existência de uma via inibitória de retroalimentação. Em camundongos obesos ob/ob, a expressão do gene adipoQ estava "down-regulada". O fato de que o mRNA estável do gene adipoQ diminuiu em camundongos ob/ob quando comparados com os do tipo selvagem indica que o nível da regulação está relacionado, em parte, com o transcrito ou a estabilidade do mRNA. Além disso, o estado estável do mRNA da adiponectina no tecido adiposo parece estar reduzido em indivíduos obesos27. Entretanto, os mecanismos biológicos que modulam a expressão da adiponectina durante a redução do peso precisam ser mais estudados para serem melhor entendidos.

Embora a literatura ainda seja inconsistente em relação aos efeitos agudos e crônicos do treinamento aeróbico e o papel da intensidade do exercício nos níveis de adiponectina28, St-Pierre e cols. 11 sugeriram uma correlação positiva entre a adiponectina e a atividade física. Kraemer e cols. 29 sugeriram que o efeito era mais frequentemente observado com atividade física vigorosa. Entretanto, Blüher e cols. 10 e Oberbach e cols. 30 mostraram aumentos significantes nos níveis de adiponectina em indivíduos obesos e insulino-resistentes que se exercitavam moderadamente.

Tem sido estimado31 que exercício aeróbico vigoroso (80 a 90% da FC máxima) pode representar um aumento nos níveis de adiponectina de 0,9 µg.ml-1, enquanto exercícios moderadamente intensos podem levar a um aumento de 0,7 µg.ml-1.

O exercício produz um aumento na liberação de interleucina-6 de músculos ativos, os quais, por sua vez, suprimem outros marcadores pró-inflamatórios, tais como TNF-α e podem estar associados com o aumento nos níveis de adiponectina32. Os efeitos do treinamento de resistência incluem uma "up-regulação" da expressão de GLUT4, ativação crônica de AMPK, facilitação da transdução do sinal da insulina, bem como aumentos na expressão de várias proteínas envolvidas na utilização da glicose e dos lípides e seu turnover pode estar associado com a adiponectina. Além disso, o treinamento poderia modular a produção de citocinas ao nível de expressão gênica, ligante de proteína e ligação a receptores33.

Esposito e cols. 22 e Hulver e cols. 8 sugerem que o exercício físico apenas não é suficiente para aumentar os níveis de adiponectina. Eles concluíram que alguma perda de massa corporal é necessária para aumentar os níveis de adiponectina em indivíduos sedentários ou aqueles com padrões de atividade física. Após seis semanas de treinamento aeróbico cinco vezes por semana, Yatagai e cols. 34 não observaram mudanças nos níveis de adiponectina. As mudanças no VO2max, %GC e GCT após o treinamento não estavam associadas com mudanças nos níveis de adiponectina, em contraste com os achados de Bruun e cols. 35 que demonstraram um aumento de cerca de 29% nos níveis circulantes de adiponectina após 15 semanas de dieta hipocalórica mais exercício em homens com obesidade grave, que estava associado com redução no IMC e CC e aumento no VO2max.

Kim e cols. 36 mostraram um aumento de 10% nos níveis de adiponectina após treinamento (exercício de pular cordas com supervisão), cinco vezes por semana, 40 minutos por dia por seis semanas em jovens coreanos obesos. Os níveis de adiponectina aumentaram 81% após exercícios vigorosos por 2 semanas (expedição de esqui nas montanhas suecas), mas retornaram aos valores basais após 6 semanas em 20 homens37. Após 24 meses de treinamento físico (andar de bicicleta > três vezes por semana, > 45 minutos por sessão a 50-65% do VO2pico) em adultos com predisposição à síndrome metabólica, Ring-Dimitriou e cols. 28 observou que uma melhora de 4,7 ml O2.kg-1.min-1 no VO2pico estava associada com um aumento de 1,6 µg.ml-1 nos níveis de adiponectina em homens. Após um ano de treinamento, os níveis de adiponectina aumentaram de forma significante em homens (1,7 µg.ml-1), mas nenhuma alteração foi observada no VO2pico, IMC e %GC em homens obesos. No presente estudo, VO2max estava diretamente (mas fracamente) associado com os níveis séricos de adiponectina. Indivíduos com os maiores valores de VO2max apresentavam valores significantemente mais altos de adiponectina, de acordo com os dados de Kumagai e cols. 38, que também observaram uma associação direta entre os níveis de adiponectina e VO2max.

Em relação ao efeito agudo do exercício, o estudo de Jürimäe e cols. 39 não observou mudanças nos níveis de adiponectina imediatamente após exercícios aeróbicos com duração aproximada de 1 hora em indivíduos saudáveis. Entretanto, os níveis de adiponectina estavam alterados nos atletas altamente treinados após exercícios de alta intensidade envolvendo vários grupos musculares e aumentaram significantemente acima do valor de repouso após os primeiros 30 minutos de recuperação39.

Recentes avanços na análise bioquímica da adiponectina tem mostrado que a expressão do receptor da adiponectina também aumenta após o treinamento físico. A expressão do AdipoR2 mRNA na gordura visceral e subcutânea está positivamente associada com os níveis circulantes de adiponectina, mas negativamente associada com obesidade, mesmo após o ajuste para massa gorda10. Quatro semanas de treinamento físico intenso resultou em aumentos na expressão do gene AdipoR1/R2 mRNA do músculo esquelético. A mesma intervenção levou a aumentos na expressão do mRNA dos genes AdipoR1 e AdipoR2 na gordura subcutânea e estava significantemente e positivamente correlacionada com os aumentos de AdipoR2 no músculo esquelético13.

A despeito do aumento no VO2max e redução na MC, IMC, massa gorda e CC, Polak e cols. 40 não demonstraram diferenças significantes nos níveis de adiponectina após 12 semanas de treinamento aeróbico. Os autores especularam que a manutenção dos níveis de mRNA para adiponectina no tecido adiposo subcutâneo seria a razão desses achados.

A adiponectina pode ativar a proteína-quinase AMP-ativada e aumentar a oxidação dos ácidos graxos no músculo esquelético. Enquanto a atividade total da proteína-quinase AMP-ativada está relacionada à massa muscular, pode ser postulado que atletas que utilizam maior massa muscular durante o exercício precisam de mais adiponectina a fim de regular os fluxos metabólicos.

Em conclusão, embora a associação entre os níveis de adiponectina e %GC e IMC seja fraca, ela está de acordo com alguns estudos. Parece que o aumento nos níveis de adiponectina não é causado pelo exercício em si, mas é modulado por alterações na composição corporal. Entretanto, ainda é preciso esclarecer quanta gordura corporal é necessário reduzir para que os níveis de adiponectina aumentem. De forma inversa, embora os resultados sugiram que uma massa corporal adequada represente o maior benefício, é importante promover a atividade física para obter o benefício duplo de manter um IMC mais saudável e aptidão cardiorrespiratória.

Contribuições

EC Martinez e LA Anjos planejaram a pesquisa e conduziram a análise dos dados. EC Martinez e MSR Fortes supervisionaram a coleta de dados em campo. EC Martinez escreveu a primeira versão do manuscrito, o qual foi revisado e aprovado pelos outros autores.

Agradecimentos

As análises bioquímicas foram conduzidas por NKB Medicina Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brasil) e Roche Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brasil). L. A. Anjos recebeu uma bolsa de produtividade em pesquisa do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq, Proc. 311801/06-4).

Eduardo Camillo Martinez

Rua Pontes Correa, 101/404 - Andaraí

20510-050 - Rio de Janeiro, RJ - Brasil

E-mail:

eduardocmartinez@gmail.com,

eduardocmartinez@hotmail.com

Artigo recebido em 12/08/10; revisado recebido em 22/10/10; aceito em 10/12/10.

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The relationships of plasma adiponectin with a favorable lipid profile, decreased inflammation, and less ectopic fat accumulation depend on adiposity Clin Chem 2006 1934 42 10 52 Kantartzis K Rittig K Balletshofer B Machann J Schick F Porubska K 19. Gavrila A, Chan JL, Yiannakouris N, Kontogianni M, Miller LC, Orlova C, et al. Serum adiponectin levels are inversely associated with overall and central fat distribution but are not directly regulated by acute fasting or leptin administration in humans: cross-sectional and interventional studies. J Clin Endocrinol Metab. 2003; 88(10):4823-31. Serum adiponectin levels are inversely associated with overall and central fat distribution but are not directly regulated by acute fasting or leptin administration in humans: cross-sectional and interventional studies J Clin Endocrinol Metab 2003 4823 31 10 88 Gavrila A Chan JL Yiannakouris N Kontogianni M Miller LC Orlova C 20. Kappes A, Loffler G. 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BACKGROUND: Adiponectin is considered an important factor in the pathogenesis of cardiovascular and metabolic diseases, due to its anti- atherogenic and anti-inflammatory properties. Few studies, however, have suggested the existence of a direct association between adiponectin levels and cardiorespiratory fitness and physical activity levels. OBJECTIVE: To verify the influence of the nutritional status and cardiorespiratory fitness on plasma adiponectin levels in adult men. METHODS: A total of 250 subjects, all in active duty in the Brazilian Army (BA), with a mean age of 42,6 ± 4,8 years volunteered to participate in the study. Plasma levels of adiponectin were measured, as well as body mass, height, waist circumference (WC), fat percentage by hydrostatic weighing and VO2max by ergospirometry. A questionnaire was used to obtain the characteristics of the physical training performed by the individuals. RESULTS: The sample showed that 121 (48%) individuals were overweight and 36 (14%) were obese. Moreover, 66 individuals (27%) had a body fat percentage > 25% and 26,7% had a WC > 94 cm. Overweight and obese individuals had significantly lower adiponectin levels than those with an adequate nutritional status. Individuals at the highest tertile of VO2max had higher adiponectin levels than the others. The adiponectin levels were positively correlated with the total weekly physical training time and VO2max and inversely correlated with body mass, BMI and WC. The correlation between adiponectin levels and VO2max did not remain significant after being adjusted for BMI and WC. CONCLUSION: Individuals with better cardiorespiratory fitness and normal nutritional status seem to present healthier levels of adiponectin.

 Adiponectin obesity nutritional states physical fitness military personnel

Eduardo Camillo Martinez; Macos de Sá Rego Fortes; Luiz Antônio dos Anjos

Escola Nacional de Saúde Pública; Instituto de Pesquisa da Capacitação Física do Exército; Instituto Estadual de Diabetes e Endocrinologia; Universidade Federal Fluminense, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

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ABSTRACT

BACKGROUND: Adiponectin is considered an important factor in the pathogenesis of cardiovascular and metabolic diseases, due to its anti- atherogenic and anti-inflammatory properties. Few studies, however, have suggested the existence of a direct association between adiponectin levels and cardiorespiratory fitness and physical activity levels.

OBJECTIVE: To verify the influence of the nutritional status and cardiorespiratory fitness on plasma adiponectin levels in adult men.

METHODS: A total of 250 subjects, all in active duty in the Brazilian Army (BA), with a mean age of 42,6 ± 4,8 years volunteered to participate in the study. Plasma levels of adiponectin were measured, as well as body mass, height, waist circumference (WC), fat percentage by hydrostatic weighing and VO2max by ergospirometry. A questionnaire was used to obtain the characteristics of the physical training performed by the individuals.

RESULTS: The sample showed that 121 (48%) individuals were overweight and 36 (14%) were obese. Moreover, 66 individuals (27%) had a body fat percentage > 25% and 26,7% had a WC > 94 cm. Overweight and obese individuals had significantly lower adiponectin levels than those with an adequate nutritional status. Individuals at the highest tertile of VO2max had higher adiponectin levels than the others. The adiponectin levels were positively correlated with the total weekly physical training time and VO2max and inversely correlated with body mass, BMI and WC. The correlation between adiponectin levels and VO2max did not remain significant after being adjusted for BMI and WC.

CONCLUSION: Individuals with better cardiorespiratory fitness and normal nutritional status seem to present healthier levels of adiponectin.

Keywords: Adiponectin; obesity; nutritional states; physical fitness; military personnel.

Introduction

Recent advances in the biomedical sciences are continuously modifying concepts regarding the role of different tissues and organs in the physiology of the human body. In addition to its classic function of storing energy, adipose tissue (AT) is now recognized as an important and very active endocrine gland1. According to Hauner2, AT produces and secretes a wide variety of peptides and bioactive proteins, called adipocytokines, especially adiponectin, which is a potent modulator of glucose and lipid metabolism, as well as an indicator of metabolic disorders3. This hormone is produced exclusively by the adipocytes and differs from the others by its reduced plasma concentration in obese subjects4.

Adiponectin is considered an important factor in the pathogenesis of metabolic diseases5 due to its anti-atherogenic, anti-diabetic and anti-inflammatory effects6. Subjects with higher plasma concentrations of adiponectin have lower risk for cardiovascular and metabolic diseases7.

It has been suggested that physical exercise, enhanced physical fitness and obesity reduction are associated with improvements in the metabolic state, although concentrations of adiponectin have not changed after some experimental studies8,9. Although controversial, few studies10-12 have suggested a direct relationship between the levels of adiponectin and physical activity and, as pointed out by Blüher et al13, physical training appears to increase the number of adiponectin receptors in subcutaneous fat. However, only a few studies have associated adiponectin plasma levels with objective measures of cardiorespiratory fitness. Thus, the objective of this study was to verify the association of anthropometric measurements, an estimation of nutritional status, and cardiorespiratory fitness with adiponectin plasma levels in subjects over 35 years of age.

Methods

The subjects for this study were recruited via printed flyers in Military Organizations of the Brazilian Army (BA) in the city of Rio de Janeiro, Brazil. A total of 250 subjects, all in active duty in the BA, volunteered to participate in the study.

On a pre-scheduled day the subjects came to the laboratory in the morning (between 7:00-8:00 a.m. ) having fasted for 12 hours. All procedures were explained in depth to the subjects who signed an informed consent form before data collection. One test tube of 4.5 ml of blood was drawn and kept frozen until adiponectin levels were measured (ADIP - enzyme immunoassay).

Immediately thereafter, body mass (BM) and stature were measured using a Filizola digital scale to the closest 50 g and a Sanny wall mounted stadiometer with accuracy of 1 mm, respectively. Body mass index (BMI) was calculated as BM (kg) divided by squared stature (m) and used to established the nutritional status as adequate (18.5 < BMI < 25 kg.m-2), overweight (25 < BMI < 30 kg.m-2), and obesity (BMI > 30 kg.m-2) according to WHO14. Waist circumference (WC) was measured at the mid-point between the lower border of the rib cage and the iliac crest. The WC cut-off point of 94 cm was used to assess the increased risk of metabolic complications associated with obesity14. These measures were followed by hydrostatic weighing, when body density was obtained, and percentage body fat (%BF) was calculated. Total body fat (TBF) was computed (BM x %BF) and used in the analysis. After underwater weighing, the subjects had breakfast and answered a questionnaire about their physical training routines, followed by a resting electrocardiogram and a maximal cardiopulmonary treadmill exercise test (CPET). The total time spent on physical training (PT), in minutes per week, was calculated by multiplying the weekly frequency of physical activity by the average duration of the sessions. The cut-off value of 150 min.wk-1 of physical activity at moderate to high intensity was considered as the minimum recommended amount of physical activity15.

A ramp protocol was used in the CPET which consisted of a 3 minute warm-up at a fast walking pace followed by running flat on a treadmill (Inbrasport Super ATL - Porto Alegre - Brazil) with constant increases in speed for 8 minutes, after which the speed was kept constant and the grade was increased until volitional exhaustion. All tests lasted between 8 and 12 minutes. Oxygen consumption and carbon dioxide production were measured using a CPX-D metabolic cart (Medical Graphics - St Paul Minnesota) during the CPET. Before the first test of each day, the equipment was calibrated manually after which it self-calibrated before each test. VO2max was measured at maximal effort defined as the inability to continue exercise despite vigorous encouragement and confirmed by respiratory exchange ratio (R) > 1.1, VE/VO2> 35, heart rate > 95% of age-predicted maximum and respiratory rate > 3016.

Statistical analysis included descriptive characteristics of the subjects (average, standard deviation, maximum and minimum values). Pearson correlation coefficients were calculated to verify the association among variables. ANOVA was used to test the significance of the main effect of cardiorespiratory fitness (tertiles of VO2max: < 36.43; 36.43-42.45 and > 42.45 ml O2.kg-1.min-1) and nutritional status on the plasma levels of adiponectin. The same analyses were performed controlling for WC, VO2max or both (ANCOVA). Tukey post hoc tests were used to test the significance among means. Statistical significance was set at a probability of 5%.

The biochemical measurements were conducted by the NKB Medicina Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brazil) and Roche Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brazil).

All research procedures were approved by the Institutional Review board of the Sergio Arouca National Public Health School, Fundação Oswaldo Cruz and all subjects signed an informed consent form.

Results

The average (± sd) age of the subjects was 42.6 ± 4.8 years with BMI of 26.5 ± 3.8 kg.m-2 and adiponectin serum levels of 15.1 ± 9.9 µg.ml-1 (Table 1). The sample included 121 overweight subjects (48%) and 36 were obese (14%). A total of 66 subjects (27%) had %BF greater than 25% and 26.7% had waist circumference > 94 cm.

Overweight (13.9 ± 8.88 µg.ml-1) and obese (12.0 ± 7.5 µg.ml-1) subjects had significantly lower values of adiponectin in comparison to subjects with adequate BMI (18.1±11.3 µg.ml-1). These differences were maintained even when the analysis was controlled by waist circumference, VO2max or both. Subjects in the lowest tertile of VO2max had significantly lower adiponectin level (Figure 1). Subjects with high %BF (> 25%) had significantly lower values of adiponectin (12.7 ± 7.4 µg.ml-1) than subjects with %BF < 15% (18.7 ± 11.4 µg.ml-1).

Adiponectin serum levels showed a weak and positive correlation with PT and VO2max and an inverse correlation with body mass, BMI, %BF, total body fat (TBF) and WC (Table 2). The correlation between adiponectin and VO2max (r = 0.07) was not significant (p = 0.29) after controlling for BMI and WC. The correlation with PT remained significant after controlling for age, BMI and WC (r = 0.14). Subjects who engaged in at least 150 min.wk-1 of moderate to high-intensity training had higher levels of adiponectin (16.9 ± 10.4 µg.ml-1), compared to those who did not reach this volume of training (14.3 ± 10.1 µg.ml-1).

Discussion

In general, the results of the present study agree with the literature, which has shown that circulating levels of adiponectin are higher in non-obese in comparison to obese subjects and that adiponectin levels were negatively correlated with anthropometric measures (BMI and WC), even after adjusting for age and total body fat7,17. Kantartzis et al18 did not find any difference in adiponectin levels among overweight and obese subjects, even after controlling for abdominal fat. In the current study, adiponectin was also not different between overweight and obese subjects, but subjects with adequate nutritional status had significantly higher levels of adiponectin.

The inverse relationship between adiponectin and BMI or %BF found in the present study agrees with several other studies7,12,18. Gavrila et al19 suggested that obesity and central fat distribution are independent negative predictors of serum adiponectin and that adiponectin could represent a link between core obesity and metabolic diseases, probably due to the increase in the expression of TNF-α, which reduces the expression of adiponectin and in vitro secretion of adipocytes20,21. Esposito et al22 found a 48% increase in adiponectin levels after 2 years of a combined low-energy Mediterranean diet and increased physical activity for 8 weeks in women. After the intervention, the subjects presented lower BMI, %BF, body mass and WC and higher adiponectin serum levels than the pre-intervention period.

According to Tsukinoki et al12, subjects with adiponectin levels < 4 µg.dl-1 presented higher BMI than subjects with levels above > 4 µg.dl-1. Men with BMI higher than 30 kg.m-2 and more than 25% of body fat were found to have lower values of adiponectin that those with less BMI and %BF23. The change in body mass and body fat mass after training was significantly and negatively correlated with changes in adiponectin levels. Hulver et al8 concluded that the body mass loss after one year of gastric bypass surgery caused significant decreases in BMI, fasting insulin and glucose and significant increases in adiponectin levels. Moreover, a reduction in subcutaneous adipose tissue (AT) mass alone, after abdominal liposuction, does not lead to a similar decrease in low-grade inflammation24, indicating that the visceral AT depot is more closely associated with the inflammatory state in obesity than the subcutaneous AT depot.

Although obese subjects have more body fat, they also exhibit higher levels of pro-inflammatory cytokines IL-6 and TNF-α. This can cause a reduction in the expression of adiponectin mRNA and adiponectin release from adipocytes. Adiponectin and TNF-α inhibit each other. Adiponectin expression is suppressed by IL-625. This may explain why obese people have lower circulating levels of adiponectin.

In obese individuals, plasma adiponectin levels were lower although adipose tissue is the only tissue in its synthesis, suggesting a negative feedback in its production brought on by the development of obesity. So, body weight reduction would result in an at least transient loss of inhibition and, therefore, an elevation in plasma adiponectin. Nadler et al26 showed by microarray that the expression of adipogenic genes was suppressed by the development of obesity in mice, suggesting the existence of a feedback inhibitory pathway. In ob/ob obese mice, the expression of adipoQ was down-regulated. The fact that the steady state mRNA of adipoQ decreased in ob/ob mice compared with those of wild type indicates that the level of regulation is related, in part, to the transcript or mRNA stability. Moreover, the steady state mRNA of adiponectin in adipose tissue seems to be reduced in obese humans27. However, the biological mechanisms that modulate the expression of adiponectin during reduction weight need further studies to be better understood.

Although the literature is still inconsistent in relation to the acute and chronic effects of aerobic training and the role of the intensity of exercise on adiponectin levels28, St-Pierre et al11 suggested a positive correlation between adiponectin and physical activity. Kraemer et al29 have suggested that the effect was more frequently observed with vigorous physical activity. However, Blüher et al10 and Oberbach et al30 have shown significant increases in adiponectin levels in obese and insulin-resistant subjects who exercised moderately. It has been estimated31 that vigorous aerobic exercise (80 to 90% of maximal heart rate) can represent an increase in adiponectin levels of 0.9 µg.ml-1, while moderately intense exercise can lead to an increase of 0.7 µg.ml-1.

Exercise increases the release of interleukin-6 from active muscles, which can in turn suppress other pro-inflammatory markers, such as TNF-α and may be associated with the increase in the adiponectin levels32. Effects of resistance training include an up-regulation of GLUT4 expression, chronic activation of AMPK, facilitation of insulin signal transduction, as well as increases in the expression of several proteins involved in glucose and lipid utilization and their turnover may be associated with adiponectin. Moreover, exercise training could modulate cytokine production at the levels of gene expression, protein ligand and receptor binding33.

Esposito et al22 and Hulver et al8 suggest that physical exercise alone is not enough to increase adiponectin levels. They concluded that some body mass loss is necessary to increase adiponectin levels in sedentary individuals or those with physical activity patterns. After 6 weeks of aerobic training 5 times per week, Yatagai et al34 found no change in adiponectin levels. The changes in VO2max, %BF and TBF after training were not associated with changes in adiponectin levels, contrary to the findings of Bruun et al35 that showed increases of about 29% in circulating adiponectin levels after 15 weeks of hypocaloric diet plus exercise in severely obese men, which was associated with reduction in BMI and WC and increase in VO2max.

Kim et al36 showed an increase of 10% in the adiponectin levels after training (supervised jump roping) five times per week, 40 min per day for 6 weeks in obese Korean youths. Adiponectin levels increased by 81% after strenuous exercise during 2 weeks (skiing expedition in the Swedish mountains), but returned to baseline values after 6 weeks in 20 males37. After 24 months of physical training (cycling¸ > three times per week, > 45 min per session at 50-65% of VO2peak) in adults with predisposition to metabolic syndrome, Ring-Dimitriou et al28 found that an improvement of 4.7 ml O2.kg-1.min-1 in VO2peak was associated with an increase of 1.6 µg.ml-1 in adiponectin levels in males. After one year of training, adiponectin levels significantly increased in men (1.7 µg.ml-1), but no change was found in VO2peak, BMI and %BF in obese men. In the present study, VO2max was directly (but weakly) associated with serum adiponectin levels. Subjects with the highest VO2max had significantly higher values of adiponectin in accordance with data from Kumagai et al38 who also found a direct association between adiponectin levels and VO2max.

In relation to the acute effect of exercise, a study by Jürimäe et al39 have not found changes in the levels of adiponectin immediately after aerobic exercises lasting approximately 1 hour in healthy subjects. However, adiponectin levels were altered in the highly-trained athletes after high intensity exercise involving several muscular groups and significantly increased above the resting value after the first 30 min of recovery39.

Recent advances in adiponectin biochemistry have indicated that adiponectin receptor expression also increases after exercise training. AdipoR2 mRNA expression in both visceral and subcutaneous fat is positively associated with circulating adiponectin levels, but negatively associated with obesity even after adjusting for fat mass10. Four weeks of intensive physical training resulted in increases in skeletal muscle AdipoR1/R2 mRNA expression. The same intervention led to increases in AdipoR1 and AdipoR2 mRNA expression in subcutaneous fat and it was significantly and positively correlated with the increases of AdipoR2 in skeletal muscle13.

Despite the increase in VO2max and decreases in body mass, BMI, fat mass and WC, Polak et al40 showed no significant difference in adiponectin levels after 12 weeks of aerobic training. The authors speculated that the maintenance of mRNA levels for adiponectin in subcutaneous adipose tissue would be the reason for these findings. Adiponectin can activate AMP-activated protein kinase and increase fatty acid oxidation in skeletal muscle. While total AMP-activated protein kinase activity is related to muscle mass, it can be postulated that athletes who use greater muscle mass during exercise need more adiponectin in order to regulate metabolic fluxes.

In conclusion, although the association between adiponectin levels and %BF and BMI was weak, this is in accordance with some studies. It seems that the increase in adiponectin levels is not caused by exercise itself, but is modulated by changes in body composition. However, it is still necessary to clarify how much of body fat reduction is necessary for adiponectin levels to increase. Conversely, although the results suggest that having adequate body mass carries the most benefit, it is important to promote physical activity for the dual benefits of maintaining healthier BMI and cardiorespiratory fitness.

Contributors

EC Martinez and LA Anjos planned the research and conducted data analyses. EC Martinez and MSR Fortes supervised field data collection. EC Martinez wrote the first draft of the paper, which was revised and approved by the other authors.

Acknowledgements

The biochemical measurements were conducted by the NKB Medicina Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brazil) and Roche Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brazil). L. A. Anjos received a research productivity grant from the Brazilian National Research Council (CNPq, Proc. 311801/06-4).

References

Influencia del Estado Nutricional y del VO2max en los Niveles de Adiponectina en Hombres que superan los 35 Años

FUNDAMENTO: La adiponectina es considerada un importante factor en la patogénesis de las enfermedades cardiovasculares y metabólicas, por sus propiedades antiaterogénicas y antiinflamatorias. Sin embargo, hay pocos estudios que sugieran la existencia de una relación directa entre los niveles de adiponectina y los niveles de condicionamiento cardiorrespiratorio y la actividad física. OBJETIVO: Verificar la influencia del estado nutricional y del condicionamiento cardiorrespiratorio en los niveles plasmáticos de adiponectina en hombres adultos. MÉTODOS: Se evaluaron 250 individuos hombres, todos militares en activo del Ejército Brasileño (42.6 ± 4.8 años). Se midieron los niveles plasmáticos de adiponectina, masa corporal, altura, circunferencia de la cintura (CC), porcentaje de grasa corporal por peso hidrostático y condicionamiento cardiorespiratorio por ergoespirometria. Un cuestionario se usó para obtener las características del entrenamiento físico realizado por los individuos. RESULTADOS: En la muestra, 121 (48%), de los individuos presentaron sobrepeso y 36 (14%) eran obesos. Además, 66 individuos (27%), presentaron un porcentaje de grasa corporal mayor que el 25%, y el 26,7% presentaron CC > 94 cm. Los individuos con sobrepeso y obesidad presentaron valores significativamente menores de adiponectina con relación a los que tenían un estado nutricional normal. Los individuos con el más elevado tercil de condicionamiento cardiorespiratorio, presentaron niveles de adiponectina más altos que los demás. Los niveles de adiponectina quedaron positivamente correlacionados con el tiempo total de entrenamiento físico semanal y con el condicionamiento cardiorespiratorio, e inversamente correlacionados con los valores de masa corporal, IMC y CC. La correlación de los niveles de adiponectina y del condicionamiento cardiorespiratorio no permanecieron significativos después del control del IMC y CC. CONCLUSIÓN: Los individuos con un mejor condicionamiento cardiorrespiratorio y con un estado nutricional normal parecen presentar niveles más sanos de adiponectina.

 Adiponectina obesidad estado nutricional aptitud física militares

ARTÍCULO ORIGINAL

Eduardo Camillo MartinezI,II; Marcos de Sá Rego FortesII,III; Luiz Antonio dos AnjosI,IV

IEscola Nacional de Saúde Pública

IIInstituto de Pesquisa da Capacitação Física do Exército

IIIInstituto Estadual de Diabetes e Endocrinologia

IVUniversidade Federal Fluminense, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

Correspondencia

RESUMEN

FUNDAMENTO: La adiponectina es considerada un importante factor en la patogénesis de las enfermedades cardiovasculares y metabólicas, por sus propiedades antiaterogénicas y antiinflamatorias. Sin embargo, hay pocos estudios que sugieran la existencia de una relación directa entre los niveles de adiponectina y los niveles de condicionamiento cardiorrespiratorio y la actividad física.

OBJETIVO: Verificar la influencia del estado nutricional y del condicionamiento cardiorrespiratorio en los niveles plasmáticos de adiponectina en hombres adultos.

MÉTODOS: Se evaluaron 250 individuos hombres, todos militares en activo del Ejército Brasileño (42.6 ± 4.8 años). Se midieron los niveles plasmáticos de adiponectina, masa corporal, altura, circunferencia de la cintura (CC), porcentaje de grasa corporal por peso hidrostático y condicionamiento cardiorespiratorio por ergoespirometria. Un cuestionario se usó para obtener las características del entrenamiento físico realizado por los individuos.

RESULTADOS: En la muestra, 121 (48%), de los individuos presentaron sobrepeso y 36 (14%) eran obesos. Además, 66 individuos (27%), presentaron un porcentaje de grasa corporal mayor que el 25%, y el 26,7% presentaron CC > 94 cm. Los individuos con sobrepeso y obesidad presentaron valores significativamente menores de adiponectina con relación a los que tenían un estado nutricional normal. Los individuos con el más elevado tercil de condicionamiento cardiorespiratorio, presentaron niveles de adiponectina más altos que los demás. Los niveles de adiponectina quedaron positivamente correlacionados con el tiempo total de entrenamiento físico semanal y con el condicionamiento cardiorespiratorio, e inversamente correlacionados con los valores de masa corporal, IMC y CC. La correlación de los niveles de adiponectina y del condicionamiento cardiorespiratorio no permanecieron significativos después del control del IMC y CC.

CONCLUSIÓN: Los individuos con un mejor condicionamiento cardiorrespiratorio y con un estado nutricional normal parecen presentar niveles más sanos de adiponectina.

Palabras clave: Adiponectina, obesidad, estado nutricional, aptitud física, militares.

Introducción

Los recientes avances en las ciencias biomédicas están continuamente modificando conceptos con relación al rol de diferentes tejidos y órganos en la fisiología del cuerpo humano. Además de su función clásica de almacenaje de energía, el tejido adiposo (TA), se conoce ahora como una glándula endocrina importante y bastante activa1. De acuerdo con Hauner2, el TA produce y segrega una variedad de péptidos y de proteínas bioactivas, llamadas adipocitocinas, especialmente la adiponectina, que es un potente modulador del metabolismo de la glucosa y de los lípidos, y también un indicador de disturbios metabólicos3. Esa hormona la generan exclusivamente los adipocitos y se diferencia de otros por su reducida concentración en el plasma en individuos obesos4.

La adiponectina es considerada un importante factor en la patogénesis de las enfermedades metabólicas5, a causa de sus efectos antiaterogénicos, antidiabéticos y antiinflamatórios6. Individuos con concentraciones más altas de adiponectina presentan menor riesgo de enfermedades cardiovasculares y metabólicas7.

Se ha sugerido que el ejercicio físico, el au aumento de la aptitud física y la reducción de la obesidad, están asociados con la mejoría del estado metabólico, aunque concentraciones de adiponectina no se hayan alterado después de algunos estudios experimentales8,9. Algunas investigaciones10-12 son controvertidas, y nos sugirieron una relación directa entre los niveles de adiponectina y la actividad física, y como ya fue resaltado por Blüher et al13, el entrenamiento físico parece aumentar el número de receptores de adiponectina en la grasa subcutánea. Sin embargo, solamente algunos estudios asociaron los niveles plasmáticos de la adiponectina con mensuraciones objetivas de la aptitud cardiorrespiratoria. Entonces, el objetivo del presente estudio fue verificar la asociación entre las medidas antropométricas, estimaciones del estado nutricional y la aptitud física, con los niveles plasmáticos de la adiponectina en individuos con más de 35 anos de edad.

Métodos

Los individuos del estudio fueron reclutados por medio de folletos impresos en Organizaciones Militares del Ejército Brasileño (EB), en la ciudad de Rio de Janeiro, Brasil. Un total de 250 individuos, todos militares en activo, se presentaron como voluntarios para participar en el estudio.

En un día estipulado con anticipación, todos los individuos fueron al laboratorio en la parte de la mañana (entre las 7 y las 8 de la mañana), después de haber estado 12 horas en ayuno. Todos los procedimientos fueron explicados detalladamente a cada voluntario, los cuales firmaron el Término de Consentimiento Informado (TCI), antes de la recolección de los datos. Un tubo de ensayo de 4,5 ml de sangre se recogió de cada participante y se mantuvo congelado hasta el momento de la mensuración de los niveles de adiponectina (ADIP - inmunoensayo enzimático).

A continuación, se midieron el la masa corporal (MC) y la altura utilizando una báscula digital Filizola con divisiones de 50 g y un estadiómetro de pared Sanny, con precisión de 1 mm, respectivamente. El IMC se calculó como masa corporal (MC), en kilogramos (kg), dividido por la altura al cuadrado (m2) y usado para establecer el estado nutricional como adecuado (18,5 < IMC < 25 kg.m-2), sobrepeso (25 < IMC < 30 kg.m-2), y obesidad (IMC > 30 kg.m-2), a tono con las normas de la OMS14. La circunferencia de la cintura (CC), fue medida en la menor curvatura ubicada entre la última costilla y la cresta ilíaca. El punto de corte de la CC de 94 cm fue utilizado para evaluar el aumento de riesgo de complicaciones metabólicas asociadas con la obesidad14. A esas medidas les siguió el pesaje hidrostático para obtener la densidad corporal y así calcular el porcentaje de grasa corporal (%GC). La grasa corporal total (GCT), se computó (MC x %GC), y se usó en el análisis. Después de efectuado el pesaje hidrostática, los individuos desayunaron y respondieron un cuestionario sobre sus rutinas de entrenamiento físico, seguido de un electrocardiograma (ECG) de reposo y de un Test de Ejercicio Cardiopulmonar Máximo (TECM) en la cinta. El tiempo total que se gastó en el entrenamiento físico (EF), en minutos por semana, fue calculado multiplicando la frecuencia semanal de la actividad física por la duración promedio de las sesiones. El valor de corte de 150 min.sin-1 de actividad física con intensidad moderada a alta fue considerado el mínimo recomendado de actividad física15.

Un protocolo de rampa fue utilizado en el TECM, que consistió en un período de calentamiento de 3 minutos corriendo rápidamente, seguido de una carrera sin inclinación en la cinta (Inbrasport Super ATL - Porto Alegre - Brasil), con aumentos constantes en la velocidad durante 8 minutos después de los cuales, la velocidad se mantuvo constante y la inclinación aumentó hasta alcanzar el agotamiento por si mismo. Todos los test duraron entre 8 a 12 minutos. El consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono fueron medidos utilizando el sistema CPX-D (Medical Graphics - St Paul Minnesota) durante el TECM. Antes del primer test diario, el equipo era calibrado manualmente, seguido de autocalibración antes de cada test. El condicionamiento cardiorespiratorio fue medido al esfuerzo máximo, definido como la incapacidad de continuar el ejercicio pese a un fuerte estímulo y confirmado en razón del cambio respiratorio (R) > 1,1, VE/VO2> 35, frecuencia cardíaca (FC) > 95% del máximo previsto para la edad y la frecuencia respiratoria (FR) > 3016.

El análisis estadístico incluyó las características descriptivas de los individuos (promedio, desviación estándar, valores máximo y mínimo). Los coeficientes de correlación de Pearson se calcularon para verificar la asociación entre las variables. El test de análisis de variancia (ANOVA), fue utilizado para comprobar la significancia del principal efecto de la aptitud cardiorrespiratoria (terciles de condicionamiento cardiorespiratorio: < 36,43; 36,43 y 42,45 y > 42,45 ml O2.kg-1.min-1), y del estado nutricional en los niveles plasmáticos de adiponectina. Los mismos análisis fueron realizados controlando para CC, condicionamiento cardiorespiratorio o ambos (Análisis de co-variancia ANCOVA). Los test post hoc de Tukey se usaron para comprobar la significancia entre los promedios. La significancia estadística quedó establecida en un 5%.

Los análisis bioquímicos se hicieron por NKB Medicina Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brasil) y Roche Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brasil).

Todos los procedimientos de investigación fueron aprobados por el Comité de Ética de la Escuela de Salud Pública Sérgio Arouca, por la Fundación Oswaldo Cruz y todos los individuos firmaron el TCI.

Resultados

El promedio (± DP) de la edad de los individuos era 42,6 ± 4,8 años, con un IMC de 26,5 ± 3,8 kg.m-2 y niveles séricos de adiponectina de 15,1 ± 9,9 µg.ml-1 (Tabla 1). La muestra incluyó a 121 individuos con sobrepeso (48%) y a 36 obesos (14%). Un total de 66 individuos (27%) presentaron %GC > 25% y 26,7% tenían CC > 94 cm.

Individuos con sobrepeso (13,9 ± 8,88 µg.ml-1) y obesos (12,0 ± 7,5 µg.ml-1) presentaban valores significantemente más bajos de adiponectina, en comparación con los individuos con un IMC adecuado (18,1 ± 11,3 µg.ml-1). Esas diferencias se mantuvieron incluso cuando el análisis fue controlado por la CC, condicionamiento cardiorespiratorio o por los dos. Los individuos en el tercil más bajo de condicionamiento cardiorespiratorio tenían niveles de adiponectina también significantemente más bajos (Figura 1). Los individuos con un alto %GC (> 25%), poseían niveles significantemente más bajos de adiponectina (12,7 ± 7,4 µg.ml-1) que los individuos que estaban con %GC < 15% (18,7 ± 11,4 µg.ml-1).

Los niveles séricos de adiponectina presentaron una débil correlación positiva con EF y estaban inversamente correlacionados con el MC, IMC, %GC, grasa corporal total (GCT), y CC (Tabla 2). La correlación entre la adiponectina y condicionamiento cardiorespiratorio (r = 0,07), no fue significativa (p = 0,29) después del control para IMC y CC. La correlación con el EF permaneció significativa después del control para la edad, IMC y CC (r = 0,14). Los individuos que realizaban por lo menos 150 min.sin-1 de entrenamiento con una intensidad moderada a alta, tenían niveles más altos de adiponectina (16,9 ± 10,4 µg.ml-1), cuando se les comparó con los que no alcanzaron tal volumen de entrenamiento (14,3 ± 10,1 µg.ml-1).

Discusión

En general, los resultados del presente estudio están a tono con la literatura, que muestra que los niveles circulantes de adiponectina son más altos en individuos no obesos, en comparación con los obesos, y que los niveles de adiponectina muestran una correlación negativa con medidas antropométricas (IMC y CC), incluso después del ajuste para la edad y la grasa corporal total7,17. Kantartzis et al18, no hallaron diferencias en los niveles de adiponectina entre individuos con sobrepeso y obesos, incluso después del control para la grasa abdominal. En el presente estudio, la adiponectina tampoco fue diferente entre los individuos con sobrepeso y obesos, sino en individuos con estado nutricional adecuado que presentaban niveles más altos de adiponectina.

La relación inversa entre la adiponectina y el IMC o el %GC encontrado en el presente estudio, está de acuerdo con varios otros estudios7,12,18. Gavrila et al19 sugirieron que la obesidad y la distribución de grasa central eran predictores negativos independientes de la adiponectina sérica y que la adiponectina podría representar un vínculo entre la obesidad central y las enfermedades metabólicas, probablemente debido al aumento en la expresión de TNF-α, que reduce la expresión de la adiponectina y la secreción in vitro de los adipócitos20,21. Esposito et al22 encontraron un aumento de un 48% en los niveles de adiponectina después de 2 años de dieta del Mediterráneo de baja caloría y aumento de la actividad física durante 8 semanas en mujeres. Después de la intervención, los individuos presentaron un IMC, %GC y un MC más bajos y menor CC con niveles más altos de adiponectina sérica, en comparación con el período de la preintervención.

De acuerdo con Tsukinoki et al12, los individuos con niveles de adiponectina < 4 µg.dl-1 tenían un IMC más elevado que los individuos con niveles > 4 µg.dl-1. Hombres con IMC > 30 kg.m-2 y con más de un 25% de grasa corporal, presentaban valores más bajos de adiponectina que los que tenían menor IMC y %GC23. La alteración en la MC y masa grasa corporal después del entrenamiento, se correlacionaban significativa y negativamente con las alteraciones en los niveles de adiponectina. Hulver et al8 llegaron a la conclusión de que la pérdida de la masa corporal un año después de la cirugía bariátrica, causó reducciones ostensibles en el IMC, niveles de insulina y glucosa de ayuno, y aumentos significativos en los niveles de adiponectina. Además, una reducción en la masa del tejido adiposo (TA) subcutáneo, aisladamente y después de la liposucción abdominal, no conlleva a una reducción similar en la inflamación de bajo grado24, indicando que el TA visceral está más íntimamente asociado con el estado inflamatorio en la obesidad que el depósito de TA subcutáneo.

Aunque individuos obesos tengan más grasa corporal, ellos también presentan niveles más elevados de citocinas proinflamatorias IL-6 y TNF-α. Eso causaría una reducción en la expresión del mRNA de la adiponectina y en la liberación de la adiponectina de los adipocitos. La adiponectina y TNF-α se inhiben uno al otro. La expresión de la adiponectina está suprimida por la IL-625. Eso explicaría por que individuos obesos tienen niveles de adiponectina circulantes más bajos. En los individuos obesos, los niveles plasmáticos de adiponectina eran más bajos pese a que el tejido adiposo sea el único tejido de su síntesis, lo que sugiere una retroalimentación negativa en su producción impuesta por el desarrollo de la obesidad. Por tanto, la reducción del peso corporal resultaría en una desinhibición por lo menos transitoria y por tanto, en un aumento de la adiponectina en el plasma.

Nadler et al26 demostraron por medio de un micro experimento, que la expresión de los genes adipogénicos estaba suprimida en el desarrollo de obesidad en ratones, sugiriendo la existencia de una vía de inhibición de retroalimentación. En ratones obesos ob/ob, la expresión del gen adipoQ estaba "down-regulada". El hecho de que el mRNA estable del gen adipoQ diminuyera en ratones ob/ob cuando se les comparó con los del tipo salvaje, indica que el nivel de la regulación está relacionado, en parte, con lo dicho anteriormente o con la estabilidad del mRNA. Además, el estado estable del mRNA de la adiponectina en el tejido adiposo parece estar reducido en individuos obesos27. Sin embargo, los mecanismos biológicos que modulan la expresión de la adiponectina durante la reducción del peso necesitan ser más estudiados para ser mejor entendidos.

Aunque la literatura todavía no tenga suficientes conocimientos con relación a los efectos agudos y crónicos del entrenamiento aeróbico, y el papel de la intensidad del ejercicio en los niveles de adiponectina28, St-Pierre et al11 sugieren una correlación positiva entre la adiponectina y la actividad física. Kraemer et al29 sugirieron que el efecto se observaba más a menudo cuando se practicaba una fuerte actividad física. Pero Blüher et al10 y Oberbach et al30 demostraron aumentos significativos en los niveles de adiponectina en individuos obesos e insulinoresistentes que se ejercitaban moderadamente.

Ha sido estimado31 que el ejercicio aeróbico vigoroso (80% a 90% de la FC máxima), puede representar un aumento en los niveles de adiponectina de 0,9 µg.ml-1, mientras que ejercicios moderadamente intensos pueden conllevar a un aumento de 0,7 µg.ml-1.

El ejercicio produce un aumento en la liberación de interleucina-6 de los músculos activos, los cuales, a su vez, suprimen otros marcadores proinflamatorios, tales como TNF- α, pudiendo estar asociados al aumento en los niveles de adiponectina32. Los efectos del entrenamiento de resistencia incluyen una "up-regulación" de la expresión de GLUT4, activación crónica de AMPK, facilitación de la transducción de la señal de la insulina, como también aumentos en la expresión de varias proteínas involucradas en la utilización de la glucosa y de los lípidos, y su turnover (recambio), puede estar asociado con la adiponectina. Además, el entrenamiento podría modular la producción de citocinas al nivel de expresión génica, vinculante de proteína y de vinculación con receptores33.

Esposito et al22 y Hulver et al8 sugieren que el ejercicio físico por si solo, no es suficiente para aumentar los niveles de adiponectina. Ellos dicen que alguna pérdida de masa corporal se hace necesaria para aumentar los niveles de adiponectina en individuos sedentarios. Después de seis semanas de entrenamiento aeróbico cinco veces por semana, Yatagai et al34 no percibieron cambios en los niveles de adiponectina. Los cambios en el condicionamiento cardiorespiratorio, %GC y GCT posteriores al entrenamiento, no estaban asociados a los cambios en los niveles de adiponectina, en contraste con los hallazgos de Bruun et al35, que demostraron un aumento de cerca de un 29% en los niveles circulantes de adiponectina después de 15 semanas de dieta hipocalórica y ejercicio en hombres con obesidad grave, asociado a la reducción en el IMC y CC y al aumento en el condicionamiento cardiorespiratorio.

Kim et al36 comprobaron un aumento de un 10% en los niveles de adiponectina posteriormente al entrenamiento (ejercicio de saltar cuerdas con supervisión), cinco veces por semana, 40 minutos al día durante seis semanas, en jóvenes coreanos obesos. Los niveles de adiponectina aumentaron un 81% después de los fuertes ejercicios durante 2 semanas (expedición de esquí en las montañas de Suecia), pero volvieron a los valores basales después de 6 semanas en 20 hombres37. Después de 24 meses de entrenamiento físico (andar en bicicleta > tres veces por semana, > 45 minutos por sesión a 50 a 65% del VO2pico), en adultos con predisposición al síndrome metabólico, Ring-Dimitriou et al28 observaron que una mejoría de 4,7 ml O2.kg-1.min-1 en el VO2pico estaba asociada a un aumento de 1,6 µg.ml-1 en los niveles de adiponectina en hombres. Después de un año de entrenamiento, los niveles de adiponectina aumentaron de forma significativa en hombres (1,7 µg.ml-1), pero no se observó ninguna alteración en el VO2pico, IMC y %GC en hombres obesos. En el presente estudio, el condicionamiento cardiorespiratorio estaba directamente (pero de forma debilitada), asociado a los niveles séricos de adiponectina. Los individuos con los más altos valores de condicionamiento cardiorespiratorio tenían valores significantemente más elevados de adiponectina, de acuerdo con los datos de Kumagai et al38, que también observaron una asociación directa entre los niveles de adiponectina y de condicionamiento cardiorespiratorio.

Con relación al efecto agudo del ejercicio, el estudio de Jürimäe et al39 no observó cambios en los niveles de adiponectina inmediatamente después de los ejercicios aeróbicos con una duración aproximada de 1 hora en individuos sanos. Sin embargo, los niveles de adiponectina estaban alterados en los atletas altamente entrenados después de ejercicios de alta intensidad que involucraban varios grupos musculares y que sobrepasaron significantemente el valor de reposo después de los primeros 30 minutos de recuperación39.

Recientes avances en el análisis bioquímico de la adiponectina han demostrado que la expresión del receptor de la adiponectina también aumenta después del entrenamiento físico. La expresión del AdipoR2 mRNA en la grasa visceral y subcutánea está positivamente asociada con los niveles circulantes de adiponectina, pero negativamente asociada a la obesidad, inclusive después de hacer el ajuste para massa gorda10. Cuatro semanas de entrenamiento físico intenso trajeron como resultado aumentos en la expresión del gen AdipoR1/R2 mRNA del músculo esquelético. La misma intervención conllevó a aumentos en la expresión del mRNA de los genes AdipoR1 y AdipoR2 en la grasa subcutánea y estaba significativa y positivamente correlacionada con los aumentos de AdipoR2 en el músculo esquelético13.

Pese al aumento en el condicionamiento cardiorespiratorio y a la reducción en la MC, IMC, masa gorda y CC, Polak et al40 no lograron demostrar diferencias significativas en los niveles de adiponectina después de 12 semanas de entrenamiento aeróbico. Los autores especularon que el mantenimiento de los niveles de mRNA para adiponectina en el tejido adiposo subcutáneo sería el motivo de esos hallazgos.

La adiponectina puede activar la proteína-quinasa AMP-activada y aumentar la oxidación de los ácidos grasos en el músculo esquelético. Si la actividad total de la proteína-quinasa AMP-activada está relacionada con la masa muscular, se puede postular que los atletas que utilizan mayor masa muscular durante el ejercicio necesitan más adiponectina para regular los flujos metabólicos.

Concluyendo, aunque la asociación entre los niveles de adiponectina y %GC e IMC sea floja, está a tono con algunos estudios. Parece que el aumento en los niveles de adiponectina no está causado por el ejercicio en si, sino porque está modulado por las alteraciones en la composición corporal. Sin embargo, todavía hay que aclarar la cantidad de grasa corporal que es necesaria reducir para que los niveles de adiponectina aumenten. De forma inversa, y aunque los resultados sugieran que una masa corporal adecuada represente el mayor beneficio, es importante promover la actividad física para obtener el doble beneficio de mantener un IMC más sano y una aptitud cardiorrespiratoria adecuada.

Aportes

EC Martinez y LA Anjos planificaron la investigación y dirigieron el análisis de los datos. EC Martinez y MSR Fortes, inspeccionaron la recolección de los datos en campo. EC Martinez escribió la primera versión del manuscrito, que fue revisado y aprobado por los otros autores.

Agradecimientos

Los análisis bioquímicos fueron dirigidos por NKB Medicina Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brasil) y por Roche Diagnóstica (Rio de Janeiro, Brasil). LA Anjos recibió una beca de productividad en investigación del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico de Brasil (CNPq, Proc. 311801/06-4).

Potencial Conflicto de Intereses

Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.

Fuentes de Financiación

NKB Medicina Diagnóstica financió el presente estudio.

Vinculación Académica

Este artículo forma parte de tesis de Doctorado de Eduardo Camilo Martinez, por Escola Nacional de Saúde Pública da Fundação Oswaldo Cruz.

Referencias