Browsing by Subject "metabolomiikka"

Many athletes, goal-oriented exercisers, and normal-weight adults are interested in pursuing weight loss and a more aesthetic appearance. However, research on the association between body composition changes and cardiometabolic health is relatively scarce in metabolically healthy adults, whose body mass index is below 30. Thus, the current study observed, how the serum cardiometabolic profile of fitness competitors changes in response to an intensive weight loss period prior to competitions, and whether these changes persist during competition week and a post-competition recovery period. In addition, the association between android fat mass and serum cardiometabolic profile was investigated. The study was part of University of Jyväskylä and National Institute for Health and Welfare’s study that followed the competition preparation of 23 fitness athletes (13 men, 10 women) prior to the Finnish National Championships and their subsequent recovery from the pre-competition weight loss. The results of the competitor group were compared to a control group (10 men, 12 women) that strived to maintain their baseline body composition, energy intake, and exercise levels throughout the study period. Participants’ serum cardiometabolic profile (250 serum metabolites), body composition, energy intake, and energy expenditure of weekly exercise were measured in four time points: six months pre-competition (PRE), one week pre-competition (MID), one day post-competition (COMP), and six months post-competition (POST). Changes in the serum cardiometabolic profile and their associations with android fat mass, energy intake, and exercise levels were analyzed with Generalized Estimation Equations models. During the weight loss period (PRE-MID), the competitors’ body weight decreased by 8,0 ± 3,5 kg (false discovery rate, FDR = 0,02) and 12,0 ± 3,4 kg (FDR < 0,001), and total fat mass decreased by 10,7 ± 2,1 kg and 9,7 ± 1,5 kg (FDR < 0,001) in women and men, respectively. The competitors’ serum HDL-cholesterol, HDL-phospholipid and apoA-1 concentrations, and HDL particle size and number increased (FDR < 0,01), while serum total and VLDL-triglyceride concentrations, VLDL particle size, and concentrations of glucose and glycoprotein acetyls decreased (FDR < 0,001). Decreased android fat mass (~-79%, FDR < 0,001) explained the majority of the metabolic changes during the weight loss period. Increased energy intake during the competition week (women: ~18%, FDR = 0,19; men: ~41%, FDR < 0,001) was associated with increases in serum HDL- and VLDL-triglyceride concentrations (FDR < 0,05). In the end of the recovery period (POST), the competitors’ body composition and most (n = 64) of the serum metabolite concentrations had reverted back to baseline levels (FDR > 0,05), except for lipids in large VLDL particles and a few (n = 7) HDL-related metabolites (FDR < 0,05). The current results suggest that weight loss and loss of android fat mass are associated with anti-atherogenic changes in fitness competitors’ HDL and VLDL particle composition and in concentrations of serum glucose and inflammation markers. Increased energy intake after weight loss may lead to acute increases in HDL- and VLDL-triglyceride concentrations, but weight-loss-related changes in the serum cardiometabolic profile are not substantially dissipated until body weight and fat mass are regained. Further longitudinal research with larger sample sizes is warranted to confirm potential causal relationships.

Metabolomiikka on suhteellisen uusi tieteenala, joka tutkii aineenvaihduntatuotteiden eli metaboliittien läsnäoloa ja toimintaa erilaisissa biologisissa näytteissä, kuten veressä, virtsassa tai kudoksissa. Tiedetään, että ruokavalio on yksi merkittävimmistä ulkoisista tekijöistä, joka vaikuttaa yksilön aineenvaihduntaan, jolloin metabolomiikka soveltuukin erinomaisesti juuri ravitsemustutkimuksiin. Ihmisillä ja eläimillä on aikaisemmin tutkittu erilaisten ruokavalioiden vaikutusta isännän aineenvaihduntaan, terveyteen ja hyvinvointiin, mutta koirilla ei ole metabolomiikan avulla aiemmin tehty varsinaista raakaruokaa ja kuivaruokaa vertailevaa tutkimusta. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia kahden eri ruokavalion vaikutusta koirien aineenvaihduntaan ja sen lopputuotteisiin atooppisilla koirilla. Koska aiheesta ei ollut aikaisempaa tutkimustietoa, ei varsinaisia hypoteeseja voitu tehdä. Lisäksi tutkimuksessa käytettiin kohdistamatonta eli hypoteesivapaata metabolomiikan tutkimusta, jolloin näytteistä määritettiin kaikki metaboliitit, jotka pystyttiin. Ihmisillä ja eläimillä aikaisemmin tehtyjen tutkimusten perusteella voitiin kuitenkin tehdä joitain oletuksia esimerkiksi lihapitoisen ruokavalion vaikutuksista tiettyihin metaboliitteihin, mutta aikaisempia tuloksia sovellettaessa tuli kuitenkin ottaa huomioon, että tutkimuksissa oli usein käytetty eri eläinlajia tai ihmistä, eri näytetyyppiä tai eri tutkimusasetelmaa. Tutkimuksessa käytettiin kahdeksaa suomalaista staffordshirenbullterrieriä, joilla oli kaikilla eläinlääkärin toimesta todettu atooppinen ihottuma. Koirat jaettiin tutkimusta varten kahteen ryhmään, joista toinen ryhmä söi koko ruokintakokeen ajan samaa kuivaruokaa ja toinen samaa kaupallista raakaruokaa. Koirat pysyivät kyseisellä ruokavaliolla 4-5 kuukautta. Veren metaboliitit määritettiin seeruminäytteistä ennen ja jälkeen ruokintakokeen. Määritykseen käytettiin massaspektrometria-pohjaista menetelmää ja tulosten analysointiin pääkomponenttianalyysia sekä osittaisen pienimmän neliösumman erotteluanalyysia. Ennen ruokintakoetta määritetyt seerumin metaboliittitasot olivat ryhmien välillä hyvin tasaiset. Ruokintakokeen jälkeen tuloksissa puolestaan todettiin selkeät erot ryhmien välillä, jolloin yhteensä 19 metaboliitissa havaittiin tilastollisesti merkitsevä ero. Tuloksissa havaittiin muutoksia muun muassa useissa metioniinin metaboliaan osallistuvissa metaboliiteissa sekä B6-vitamiinin lopputuotteessa, jotka viittaavat todennäköisesti B6-vitamiinin häiriintyneeseen metaboliaan. Se, onko tämän häiriön taustasyy ruokavaliossa vai esimerkiksi koirien atopiassa, jäi toistaiseksi epäselväksi. Oman tutkimuksemmekin osalta on vielä myöhemmin tulossa aiheeseen liittyviä lisätuloksia, jotka saattavat selventää asiaa. Lisätutkimuksia vaaditaan myös muun muassa määrittämään, johtuvatko raaka- ja kuivaruoan väliset erot veren metaboliittitasoissa niiden ravintokoostumuksen eroista vai esimerkiksi erilaisista valmistustavoista. Muuttuneissa metaboliittitasoissa oli myös joitain yhtäläisyyksiä ihmisillä määritettyjen atooppiseen ihottumaan liittyvien metaboliittien kanssa, mutta tarkempien johtopäätösten tekemiseksi vaaditaan atooppisen ihottuman suhteen vielä lisätutkimuksia muun muassa terveiden ja sairaiden koirien välisten metaboliittitasojen vertailussa mahdollisten atooppiseen ihottumaan koirilla linkittyvien metaboliittien löytämiseksi.