Het effect van extreem gewichtsverlies (gastric...

Faculteit Geneeskunde en Gezondheidswetenschappen

Opleiding Lichamelijke Opvoeding en Bewegingswetenschappen

Academiejaar 2009-2010

Het effect van extreem gewichtsverlies (gastric bypass) en

training op de spierarchitectuur en het energieverbruik

bij morbiede obese patiënten

Masterproef voorgelegd tot het behalen van de graad van

Master in de Lichamelijke Opvoeding en de Bewegingswetenschappen

Nicky Van Acker – Anke Van Cauteren

Promotor: Prof. Dr. Wim Derave

Begeleider: Sanne Stegen

VOORWOORD

Deze masterproef had niet gerealiseerd kunnen worden zonder de inzet van heel wat

personen.

Allereerst willen we onze promotor Prof. Dr. Wim Derave en begeleidster Sanne Stegen be-

danken. Zij stonden altijd klaar voor het beantwoorden van onze vragen. Dankzij hun hulp

waren we snel vertrouwd met de specifieke kenmerken van de doelgroep en voelden we ons

na enige tijd ook thuis in de onderzoekswereld. Verschillende keren maakten zij tijd voor het

kritisch nalezen van ons werk en het verschaffen van nuttige feedback.

Ten tweede bedanken we enkele medewerkers van het UZ Gent: Prof. Dr. Piet Pattyn voor de

samenwerking, Dr. Lander Vanhee voor het begleiden van de inspanningstesten en spierbiop-

sie, de kinesisten voor het geven van de trainingen tijdens de examenperiodes en tot slot de

laborante voor het leveren van prachtig beeldmateriaal dankzij het vele geduld bij het verwer-

ken van de spierbiopten.

Ten derde willen we onze vrienden en familie vermelden voor hun geduld en steun tijdens

moeilijke of stresserende momenten.

Ten slotte mogen we fier zijn op het complementaire team dat we vormen. Van begin tot eind

hebben we ons allebei ingezet en zijn we elkaar blijven motiveren. Dankzij het nodige opti-

misme en af en toe een vleugje humor zijn we uiteindelijk tijdig tot een afgewerkt geheel ge-

komen.

Ook de inzet en het doorzettingsvermogen van de patiënten verdient een vermelding. Het gaf

voldoening te zien dat de patiënten zich beter in hun vel voelden naarmate het trainingspro-

gramma vorderde. De interactie met de patiënten heeft meegespeeld in de keuze van dit scrip-

tieonderwerp.

SAMENVATTING

DOEL VAN HET ONDERZOEK

Met dit onderzoek wordt nagegaan of een trainingsprogramma een meerwaarde biedt aan de

behandeling van morbiede obesitas door middel van gastric bypass. Gastric bypass verbetert

immers de lichaamssamenstelling – ondanks een groot verlies van de vetvrije massa – en de

insulinesensitiviteit, maar de fysieke fitheid blijft uitermate laag.

METHODE

Achttien morbied obese patiënten (BMI: 44,18kg/m² +-3,22) ondergingen een gastric bypass,

elf daarvan volgden een bijkomend trainingsprogramma bestaande uit duur- en krachttraining.

Voor de operatie, één maand en vier maanden na de operatie werden antropometrische

kenmerken en het rustmetabolisme gemeten, een submaximale en maximale inspanningstest

werden afgenomen. Daarnaast werd op deze meetmomenten een spierbiopt afgenomen bij

vier patiënten uit de trainingsgroep. Ten slotte werden de spierbiopten via

elektronenmicroscopie geanalyseerd.

RESULTATEN

Gastric bypass resulteert in drastisch gewichtsverlies. Ongeacht het trainingsprogramma werd

naast een daling in vetmassa evenzeer een daling in vetvrije massa vastgesteld. Vier maanden

na de operatie was het basaal rustmetabolisme (absoluut) gedaald. Het gewichtsverlies leidde

wel tot een daling in het relatieve zuurstofverbruik bij submaximale inspanning. Bovendien

werd bij maximale inspanning de anaerobe drempel later bereikt. Voor deze drie parameters

werd geen effect van training aangetoond.

Wat de spierarchitectuur betreft, steeg de densiteit van de mitochondriën na combinatie van

gewichtsverlies met fysieke training. De densiteit van de lipiden in de subsarcolemmale regio

daalde.

CONCLUSIE

De behandeling van morbiede obesitas door middel van gastric bypass kan in de toekomst nog

geoptimaliseerd worden. Hoewel het volgen van een trainingsprogramma na een gastric

bypass-operatie niet altijd significante verschillen opleverde in vergelijking met een groep die

louter een gastric bypass onderging, zijn de resultaten wel veelbelovend. Een belangrijke

ontdekking is de spierarchitectuur die positief lijkt te evolueren na het toevoegen van een

trainingsprogramma aan gastric bypass. Meer onderzoek hieromtrent is echter aangewezen.

INHOUDSTAFEL

VOORWOORD

SAMENVATTING

DEEL I: LITERATUURSTUDIE .............................................................................................. 1

1. Inleiding ............................................................................................................................. 1

1.1 Kenmerken en prevalentie van obesitas ........................................................................... 1

1.2 Behandeling van (morbiede) obesitas .............................................................................. 3

1.2.1 Hypocalorisch dieet ................................................................................................... 3

1.2.2 Bariatrische chirurgie: gastric bypass ....................................................................... 4

1.2.3 Fysieke activiteit ....................................................................................................... 6

1.2.3.1 Effect van fysieke activiteit op obesitas ............................................................. 6

1.2.3.2 Effect van fysieke activiteit op fysieke fitheid na gastric bypass .................... 7

2. Basaal rustmetabolisme en lichaamssamenstelling ............................................................ 7

2.1 Rustmetabolisme en lichaamssamenstelling bij (morbiede) obesen ................................ 7

2.2 Rustmetabolisme en lichaamssamenstelling na gewichtsverlies ..................................... 9

2.3 Rustmetabolisme en lichaamssamenstelling na fysieke training ..................................... 9

3. Submaximale inspanningstest .......................................................................................... 11

3.1 Absolute en relatieve zuurstofopname ........................................................................... 11

3.2 Netefficiëntie en delta-efficiëntie ................................................................................... 11

3.3 RER ................................................................................................................................ 12

3.4 Hartfrequentie ................................................................................................................. 13

4. Maximale inspanningstest ................................................................................................ 13

4.1 Absolute en relatieve VO2piek ......................................................................................... 13

4.2 Anaerobe drempel (AT) ................................................................................................. 14

4.3 HFpiek .............................................................................................................................. 14

4.4 RERpiek............................................................................................................................ 14

5. Spierkarakteristieken ........................................................................................................ 15

5.1 Spiervezeltypeverdeling ................................................................................................. 15

5.1.1 Spiervezeltypeverdeling en obesitas ....................................................................... 15

5.1.2 Invloed van gewichtsverlies op spiervezeltypeverdeling bij obesen ...................... 16

5.1.3 Invloed van fysieke training op spiervezeltypeverdeling bij obesen ...................... 17

5.1.4 Invloed van combinatie gewichtsverlies en fysieke training op

spiervezeltypeverdeling bij obesen .................................................................................. 18

5.2 Oxidatieve capaciteit en mitochondriën ......................................................................... 18

5.2.1 Algemeen ................................................................................................................ 18

5.2.2 Oxidatieve capaciteit is verminderd bij obesen ....................................................... 20

5.2.2.1 Alternatieve oorzaken van verminderde oxidatieve capaciteit bij obesen ...... 23

5.2.3 Invloed van gewichtsverlies op oxidatieve capaciteit en mitochondriën bij

(morbiede) obesen ............................................................................................................ 25

5.2.3.1 Gewichtsverlies heeft een positief effect op de oxidatieve capaciteit en/of de

mitochondriën bij (morbiede) obesen .......................................................................... 25

5.2.3.2 Gewichtsverlies heeft geen effect of een nadelig effect op de oxidatieve

capaciteit en mitochondriën bij (morbiede) obesen ..................................................... 26

5.2.4 Invloed van fysieke training op oxidatieve capaciteit en mitochondriën bij

(morbiede) obesen ............................................................................................................ 28

5.2.5 Invloed van de combinatie fysieke training met gewichtsverlies op de oxidatieve

capaciteit en de mitochondriën van obesen ...................................................................... 29

5.2.6 Relevantie voor ons onderzoek ............................................................................... 31

5.3 Lipidenconcentratie in spiervezels ................................................................................. 32

5.3.1 Verhoogde intramyocellulaire lipidenconcentraties en insulineresistentie bij obesen

.......................................................................................................................................... 32

5.3.1.1 Intramyocellulaire lipidenconcentraties zijn verhoogd bij obesen ................... 32

5.3.1.2 Insulineresistentie en IMCL ............................................................................. 33

5.3.2 Invloed van gewichtsverlies op intramyocellulaire lipidenconcentraties bij obesen

.......................................................................................................................................... 36

5.3.3 Invloed van fysieke training op intramyocellulaire lipidenconcentraties bij obesen

.......................................................................................................................................... 37

5.3.4 Invloed van de combinatie fysieke training met gewichtsverlies op de

intramyocellulaire lipidenconcentraties bij obesen .......................................................... 38

6. Onderzoeksvragen ............................................................................................................ 38

DEEL II: METHODE .............................................................................................................. 40

1. Populatie ........................................................................................................................... 40

2. Interventie ......................................................................................................................... 40

3. Metingen ........................................................................................................................... 41

3.1 Antropometrie ................................................................................................................ 41

3.2 Basaal rustmetabolisme .................................................................................................. 41

3.3 Submaximale inspanningstest ........................................................................................ 42

3.4 Maximale inspanningstest .............................................................................................. 42

3.5 Spierbiopsie en elektronenmicroscopie .......................................................................... 42

4. Statistische analyse ........................................................................................................... 45

5. Commissie voor Medische Ethiek .................................................................................... 45

DEEL III: RESULTATEN ....................................................................................................... 46

1. Antropometrie .................................................................................................................. 46

2. Rustmetabolisme .............................................................................................................. 47

3. Submaximale inspanningstest .......................................................................................... 48

3.1 zuurstofverbruik ............................................................................................................. 49

3.2 Netefficiëntie .................................................................................................................. 50

3.3 RER ................................................................................................................................ 51

3.4 Hartfrequentie ................................................................................................................. 51

4. MAXIMALE INSPANNINGSTEST ............................................................................... 51

4.1 Maximale zuurstofopname ............................................................................................. 52

4.2 Anaerobe drempel (AT) ................................................................................................. 52

4.3 RERpiek............................................................................................................................ 52

5. Densiteit van mitochondriën en lipiden in spiervezels .................................................... 53

5.1 Mitochondriën ................................................................................................................ 53

5.2 Vetdruppels .................................................................................................................... 54

DEEL IV: DISCUSSIE ............................................................................................................ 57

1. Antropometrie en rustmetabolisme .................................................................................. 57

2. Submaximale inspanningstest en maximale inspanningstest ........................................... 57

3. Densiteit van mitochondriën en lipiden in de spiervezels ................................................ 59

3.1 Mitochondriën ................................................................................................................ 60

3.2 Intramyocellulaire lipiden .............................................................................................. 60

4. Conclusie .......................................................................................................................... 61

DEEL V: REFERENTIES ....................................................................................................... 63

Literatuurstudie

1

DEEL I: LITERATUURSTUDIE

1. INLEIDING

1.1 KENMERKEN EN PREVALENTIE VAN OBESITAS

Obesitas wordt gedefinieerd als een toestand van overmatige vetopslag in het lichaam die de

gezondheidstoestand in gevaar brengt (WHO, 2000). Obesitas wordt doorgaans gemeten aan

de hand van de body mass index (BMI = lichaamsgewicht/lichaamslengte², uitsluitend voor

volwassenen). Een BMI groter dan 30kg/m² wijst op obesitas. Dit onderzoek spitst zich toe op

personen met een BMI groter dan 40kg/m², dit zijn personen met morbiede obesitas (zie tabel

1). Andere meetmethoden zijn ondermeer procent lichaamsvet (obesitas als >25% bij mannen,

>33% bij vrouwen), buikomtrek (obesitas als >94cm bij mannen, >80cm bij vrouwen) en

buik/heupratio (obesitas als >0,9 bij mannen, >0,85 bij vrouwen; WHO 2000).

Tabel 1: Classificaties op basis van BMIa (naar WHO, 2000)

Classificatie BMI (kg/m²) Risico op comorbiditeiten

Ondergewicht < 18,50 Laag (risico op andere klinische

problemen is evenwel verhoogd)

Normaal 18,50 – 24,99 Gemiddeld

Overgewicht:

Preobesitas

Obesitas klasse I

Obesitas klasse II

Obesitas klasse III

≥ 25,00

25,00 – 29,99

30,00 – 34,99

35,00 – 39,99

≥ 40,00

Verhoogd

Matig

Ernstig

Zeer ernstig

a Deze BMI-waarden zijn onafhankelijk van leeftijd en geslacht, alleen voor een Aziatische

populatie gelden andere waarden. Deze tabel stelt een simplistische relatie voor tussen BMI

en het risico op comorbiditeiten. Naast BMI wordt dit risico nog beïnvloed door andere facto-

ren (mate van activiteit, voedingspatroon, vetverdeling, …)

In 1997 werd obesitas officieel erkend door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) als

wereldwijde epidemie. De prevalentie van obesitas ligt enorm hoog in de Westerse landen

(zie tabel 2). In de laatste twee decennia is het aantal Europeanen met obesitas verdrievou-

digd: in sommige landen heeft 20 tot 30% van de bevolking obesitas (James et al., 2004). Het

feit dat deze stijging zich nog sterker manifesteert bij kinderen en jongeren maakt de proble-

matiek alleen maar groter (zie grafiek 1). De jaarlijkse stijging van obesitas bij kinderen in de

late jaren ‟90 is reeds dubbel zo groot als in de jaren ‟80 (>1%/jaar vs. <0,5%/jaar; Jackson-

Leach en Lobstein, 2006).

Literatuurstudie

2

Tabel 2: Prevalentie van obesitas in België

en Europa (naar WHO, 2004; naar IOTF,

2008)

Obesitas is in onze huidige maatschappij gegroeid tot één van de grootste uitdagingen van de

gezondheidszorg. Niet alleen treft deze aandoening een groot deel van de populatie, obesitas

gaat bovendien gepaard met vele gezondheidsproblemen. Vrijwel alle patiënten met morbiede

obesitas lijden aan het metabool syndroom. Het metabool syndroom is een cluster van aan-

doeningen die, zoals de naam het zegt, een verstoring inhoudt van de stofwisseling. Deze aan-

doeningen zijn opgelijst in tabel 3. De diagnose van het metabool syndroom is belangrijk om-

dat het metabool syndroom hart- en vaatziekten en het onstaan van diabetes type II voorspelt

(James et al., 2004).

Tabel 3: Diagnose van metabool syndrooma (naar James et al., 2004)

Risicofactor Grenswaarde

Abdominale obesitasb

♂

♀

Buikomtrek

> 102cm

> 88cm

Triglyceriden > 150mg/dl

Hoge dichtheid lipoproteine cholesterol (HDL)

♂

♀

< 40mg/dl

< 50mg/dl

Bloeddruk >130 / > 85mmHg

Nuchtere glucosewaarde > 110mg/dl

a De diagnose van metabool syndroom wordt gesteld als bij een patiënt voor drie van boven-

staande risicofactoren de bijhorende grenswaarde overschreden wordt. b

Abdominale obesitas is sterker gecorreleerd met het risico op metabool syndroom dan een

verhoogde BMI-waarde. Vandaar dat de buikomtrek hier aangewezen is om de component

lichaamsgewicht te meten bij diagnose van het metabool syndroom.

België Europa

Overgewicht

(BMI ≥ 25,00kg/m²)

♂ 50,6%

♀ 37,8%

♂ 59,0%

♀ 47,5%

Obesitas

(BMI ≥ 30,00kg/m²)

♂ 11,9%

♀ 13,4%

♂ 16,2%

♀ 18,1% Grafiek 1: Prevalentie van obesitas bij

schoolkinderen in Europa (IOTF, 2004)

Literatuurstudie

3

Naast de aandoeningen van het metabool syndroom verhoogt obesitas ook de kans op gal-

blaasaandoeningen, obstructieve slaapapnoe en bepaalde vormen van kanker (WHO, 2000).

Zowel de levenskwaliteit als de levenskwantiteit zijn aanzienlijk lager bij obese individuen

dan bij mensen met een normaal gewicht (Peeters et al., 2003).

In tabel 3 is te zien dat abdominale obesiteit de belangrijkste risicofactor is van het metabool

syndroom. Abdominaal vet is immers veel minder insulinegevoelig dan femoraal vet. Verder

kan men viscerale en subcutane vetcellen onderscheiden. Viscerale vetcellen produceren meer

schadelijke adipokines (bijvoorbeeld IL-6), subcutane meer onschadelijke (bijvoorbeeld adi-

ponectine; WHO, 2000; Fox, 2008). Indeling op basis van BMI maakt dit onderscheid echter

niet mogelijk.

Vanzelfsprekend weegt de obesitasepidemie op de economie: 7% van het gezondheidsbudget

wordt besteed aan de kosten van obesitas en zijn comorbiditeiten (James, 2004). De indirecte

kost van obesitas aan de gemeenschap is spectaculair: daling van de levenskwaliteit, daling

van het inkomen, meer nood aan sociale diensten, meer werkverzuim (James et al., 2004b).

1.2 BEHANDELING VAN (MORBIEDE) OBESITAS

Preventie is essentieel om de uitbreiding van de wereldwijde epidemie die obesitas intussen

vormt te stoppen. Sensibilisering en gedragsverandering moeten het overgewicht en zo ook de

gezondheidsrisico‟s drastisch verminderen. Obesitas kan behandeld worden door middel van

gewichtsverlies. Medicatie, verminderde energie-inname, fysieke training of een combinatie

hiervan zijn methoden om gewichtsverlies te bekomen.

1.2.1 HYPOCALORISCH DIEET

De meest gebruikelijke methode om gewicht te verliezen is het volgen van een dieet. Door de

calorie-inname te beperken verkrijgt men een negatieve energiebalans met gewichtsverlies tot

gevolg. Het is echter moeilijk om na gewichtsverlies niet opnieuw aan te komen. Drastisch

gewichtsverlies doet naast de vetmassa ook de vetvrije massa dalen. Deze daling van de

spiermassa is op zijn beurt deels verantwoordelijk voor een daling van het energieverbruik in

rust (basaal rustmetabolisme, BRM) waardoor gewichtsbehoud of verder gewichtsverlies bij-

zonder moeilijk zijn. Toch daalt het energieverbruik na gewichtsverlies aanzienlijk meer dan

wat veroorzaakt kan worden door het verlies van de spiermassa. Er moeten dus nog andere

mechanismen aan de basis liggen van deze sterke daling van het rustmetabolisme. Deze zijn

Literatuurstudie

4

tot op heden echter nog niet geïdentificeerd. Het fenomeen waarbij men opnieuw aankomt na

gewichtsverlies wordt het jojo-effect genoemd.

1.2.2 BARIATRISCHE CHIRURGIE: GASTRIC BYPASS

Bariatrische chirurgie is een verzamelnaam voor operaties die als doel hebben het lichaams-

gewicht te verminderen.

Er zijn verschillende vormen van bariatrische chirurgie; elke vorm heeft zijn voor-en nadelen.

Ten eerste zijn er de restrictieve procedures: vertical banded gastroplasty (verlies van 32kg)

en adjustable gastric banding (verlies van 35kg). Ten tweede de malabsorptieve procedures

waaronder de biliopancreatische diversie (verlies van 53kg). En ten slotte de gemengde pro-

cedure: de roux-en-Y gastric bypass (verlies van 41kg), die gebruikt wordt in dit onderzoek.

Grafiek 2 toont aan dat patiënten die behandeld worden met een gastric bypass de grootste

daling in gewicht bekomen en deze het beste kunnen behouden. Er vond bij elke behandeling

echter wel een stijging in gewicht plaats tussen één en acht jaar follow-up (Kirchner et al.,

2007).

Bariatrische chirurgie mag niet door iedereen ondergaan worden. The National Institute of

Health (NIH) heeft criteria opgesteld waaraan de patiënten moeten voldoen: een BMI

>40kg/m2 of een BMI >35kg/m

2 met gewichtsgerelateerde morbiditeit (zoals slaapapnoe,

hart- en vaatlijden (obesitas gerelateerde cardiomyopathie, hoge bloeddruk), longlijden, dia-

betes type II, ernstige gewrichtsklachten). Verder zijn de medische conditie, psychologische

status, eet- en gewichtsgeschiedenis, motivatie en obesitas-geïnduceerde fysieke problemen

die interfereren met de levensstijl ook indicaties voor het al dan niet uitvoeren van de opera-

tie. Verder is het aangetoond dat, voor mensen met BMI >40kg/m², enkel bariatrische of ver-

mageringsingrepen effectief werken, willen ze hun verminderde gewicht behouden (Kirchner

et al., 2007).

Grafiek 2: gewichtsverandering na bariatrische

chirurgie (naar Kirchner et al., 2007)

Literatuurstudie

5

Gastric bypass is momenteel de meest effectieve

behandeling voor obesitas. De anatomische verande-

ring limiteert de voedselopname en zorgt voor een

verminderde voedselopname in het spijsverterings-

stelsel. De maag wordt verdeeld in een klein en een

groot deel, die volledig gescheiden worden van el-

kaar (zie figuur 1). De dunne darm wordt 50cm

voorbij de maag doorgesneden. Het onderste deel

van de dunne darm wordt dan bevestigd aan het

kleine maagje. Het bovenste deel van de dunne darm, dat nog vast zit aan de "oude maag", de

gal en de lever, wordt weer vastgemaakt aan de dunne darm van de kleine maag na 1m50. Bij

de ingreep wordt niets van de maag of darm weggenomen. Toch treedt er snel een verzadi-

gingsgevoel op doordat de kleine maag snel gevuld raakt. Verder komen voeding en spijsver-

teringssappen (aangemaakt in de oude maag, gal en lever) pas in een later stadium bij elkaar

waardoor er een daling in voedselopname ontstaat.

Meer dan 90% van de comorbiditeiten (aandoeningen ten gevolge van obesitas) verdwijnen of

verbeteren dankzij deze ingreep, zoals hoge bloeddruk, diabetes type II, rugpijn, slaapapnoe,

depressie en andere (Tice et al., 2008).

Ten eerste vindt er een stijging plaats van de insulinegevoeligheid. Ten tweede daalt het li-

chaamsgewicht en bijgevolg het lichaamsvet. Het totale lichaamsvet daalt volgens onderzoek

van Olbers et al. (2006) bij vrouwen gemiddeld 28,7kg +-8,8 waarvan het heupvet 15,3 kg

+-5,0 en visceraal vet 12,4 kg +-3,9. Verder vinden er grote veranderingen plaats in het eetpa-

troon van deze patiënten. Na het ondergaan van een gastric bypass hebben patiënten vaak te

maken met het dumpingsyndroom. Hierbij daalt de vetinname significant en worden er opval-

lend meer koolhydraten, fruit en groenten gegeten. Wanneer de patiënt te snel en te veel sui-

kers eet wordt er namelijk een onbehaaglijk gevoel uitgelokt waardoor hij misselijk wordt, erg

transpireert, flauw valt of last heeft van diarree (Olbers et al., 2006). Ten slotte daalt het risico

op comorbidideiten zoals het metabool syndroom, CVR (cardiovasculair risico), diabetes type

II, hypertensie, slaapapnoe, dyslipidemie (Olbers et al., 2006). Del Genio et al. (2007) toonde

aan dat de risicofactoren voor het metabool syndroom sterk daalden bij gewichtsverlies door

een operatie met laparoscopische gastric bypass (daling van 70% naar 40%) of een behande-

Figuur 1: roux- en Y- gastric bypass

(naar: www/advancebariatric.com)

Literatuurstudie

6

ling met dieettherapie en levensstijlcorrecties (daling van 80% naar 65%; del Genio et al.,

2007).

Toch zijn er enkele nadelen verbonden met de gastric bypass. De daling in lichaamsgewicht

heeft naast een verlies aan lichaamsvet ook een verlies aan vetvrije massa als oorzaak. Deze

daling van vetvrije massa is deels verantwoordelijk voor een lager basaal metabolisme. Bo-

vendien past het lichaam zich aan aan een gedaalde calorie-inname en gaat het zuiniger om

met deze energie, wat op zijn beurt ook resulteert in een daling van het rustmetabolism. Men

zal dus minder energie verbranden voor eenzelfde activiteitsniveau, wat kan leiden tot het

opnieuw stijgen van het lichaamsgewicht: het zogenaamde jojo-effect.

Daarenboven vindt er een daling plaats van de fysieke fitheid. Uit onderzoek van Stegen et al.

(2009) blijkt dat de spierkracht van de quadriceps daalt met 16%, de spierkracht van de biceps

met 36% en die van de triceps met 39%. De aerobe capaciteit, gemeten door middel van de

anaerobe drempel, blijft ongewijzigd (Stegen et al., 2009).

In enkele gevallen treden er vroegtijdige of laattijdige complicaties op. In het begin kan onder

andere longoedeem of trombose in de aders van de onderste ledematen optreden, laattijdig

kunnen er ondermeer galstenen, mineralentekorten of gewichtstoename (door het uitzetten

van de nieuwe maag of door ongecontroleerde inname van suikers bij het verdwijnen van het

dumpinggevoel) voorkomen. De kans op overlijden na de ingreep bedraagt minder dan 0,5%.

1.2.3 FYSIEKE ACTIVITEIT

1.2.3.1 EFFECT VAN FYSIEKE ACTIVITEIT OP OBESITAS

Fysieke activiteit is een belangrijk deel van de behandeling van obesitas. Op de eerste plaats

zorgt het voor een verbetering van de levenskwaliteit. Deze verbetering is vooral te wijten aan

de daling van comorbiditeiten (verbeterde glucosecontrole, gestegen insulinesensitiviteit en

verbeterde cardiovasculaire risicofactoren) en een stijging in fysieke fitheid (Eves, N.D. en

Plotnikoff, R.C., 2006). De maximale zuurstofopname (VO2max) is een veel gebruikte parame-

ter van de fysieke fitheid. In het algemeen zorgt fysieke training gericht op uithouding voor

een stijging van het basaal rustmetabolisme zonder dat de vetvrije massa toeneemt (Poehlman

et al., 1991). Krachttraining zou op zijn beurt leiden tot een stijging van de vetvrije massa en

het rustmetabolisme zonder dat er een stijging van de VO2max plaatsvindt (Pratley et al.,

1994).

Bij matige obesen blijkt duurtraining eveneens tot een stijging van de VO2max te leiden (Bru-

ce et al., 2006; Tremblay et al., 1986). Tremblay et al. (1986) suggereerden bovendien dat de

Literatuurstudie

7

stijging in VO2max gerelateerd zou zijn aan de stijging van het relatieve rustmetabolisme

(kcal/min/kg VVM) na elf weken uithoudingstraining.

De meeste onderzoeken bij obesen passen uithoudingstraining toe omdat het lichaam bij deze

vorm van training hoofdzakelijk vetten als brandstof verbruikt (Fox, 2008). Volgens Houmard

et al. (2003) is de totale activiteitsduur bepalend voor de grootte van het effect op vlak van

gewichtsverlies. Stiegler et al. (2006) besloten echter dat de intensiteit de belangrijkste para-

meter was: training aan hoge intensiteit bleek effectiever voor gewichtsverlies dan training

aan lage intensiteit voor eenzelfde grootte van inspanning. Bij personen met een lage cardio-

vasculaire uithouding, zoals de doelgroep morbiede obesen, is inspanning aan hoge intensiteit

echter moeilijk te verwezenlijken (Stiegler et al., 2006).

Om de comorbiditeiten die gepaard gaan met obesitas te minimaliseren is een combinatie van

gewichtsverlies en fysieke activiteit de meest effectieve behandeling.

1.2.3.2 EFFECT VAN FYSIEKE ACTIVITEIT OP FYSIEKE FITHEID NA GASTRIC

BYPASS

Fysieke fitheid omvat functionele capaciteit (de mogelijkheid om dagdagelijkse taken uit te

voeren), aerobe capaciteit en spierkracht. De laatste twee dragen bij tot de functionele capaci-

teit van een individu. Vier maanden na de gastric bypass blijft de anaerobe drempel ongewij-

zigd. Aangezien deze aerobe capaciteit bij personen met obesitas gemiddeld reeds heel laag is,

is deze situatie dus niet gunstig. Een trainingsprogramma tijdens een periode van drastisch

gewichtsverlies kan de aerobe capaciteit echter verbeteren. Hoewel een trainingsprogramma

in deze periode een verlies van spiermassa niet kan tegengaan, gaat het wel de drastische da-

ling in spierkracht tegen. Het resulteert zelfs in een toename van de spierkracht (Stegen et al.,

2009).

2. BASAAL RUSTMETABOLISME EN LICHAAMSSAMENSTELLING

Gastric bypass wordt beschouwd als de meest effectieve methode voor het realiseren van ge-

wichtsverlies bij morbiede obesen. De lichaamssamenstelling en het rustmetabolisme onder-

vinden verscheidene belangrijke veranderingen na het ondergaan van de operatie.

2.1 RUSTMETABOLISME EN LICHAAMSSAMENSTELLING BIJ (MORBIEDE) OBESEN

Het basaal rustmetabolisme (BRM) is de minimum benodigde energie die uitgegeven wordt

door de actieve celmassa om de essentiële fysiologische lichaamsfuncties te kunnen uitvoeren

Literatuurstudie

8

in rust. Deze snelheid van het energieverbruik wordt al liggend gemeten onmiddellijk na een

minimum van 8 uur slaap en een vastenperiode van 12 uur (Stiegler et al., 2006; Fox, 2008).

In rust verbruikt ons lichaam 1200 tot 2400kcal/dag en 3,5ml O2/min/kg. Deze waarde kan

beïnvloed worden door leeftijd, geslacht, genetische factoren en fysiologische factoren zoals

lichaamstemperatuur, stress, (thyroid)hormonen en leptinelevels (Stiegler et al., 2006; Fox,

2008).

De lichaamssamenstelling kan gemeten worden door middel van de DXA (dual-energy x-ray

absorptiemetrie), BIA (bio-impedantie-analyse), NMR (nucleaire magnetische resonantie) en

onderwaterweging (Tacchino et al., 2003; del Genio et al., 2007).

De vetvrije massa bestaat uit viscerale massa (longen, hersenen, hart, lever, nieren en dar-

men), spieren, huid, bindweefsel en botmassa (Wilmore et al., 2008; Tacchino et al., 2003).

Personen met obesitas hebben een groter absoluut rustmetabolisme in vergelijking met niet-

obese individuen, terwijl het relatieve rustmetabolisme tussen beide groepen niet verschilt

(Ravussin et al., 1982).

Volgens Nelson et al. (1992) is de totale vetvrije massa, in tegenstelling tot de vetmassa, sig-

nificant gecorreleerd met het rustmetabolisme (zie grafiek 3). In het onderzoek van Nelson et

al. (1992) werden 81 niet-obese mannen en vrouwen vergeleken met 132 obese mannen (li-

chaamsvet >20%) en vrouwen (lichaamsvet >30%). De vetvrije massa was hoger bij personen

met obesitas (54,7kg +-1,2) dan bij personen met een normaal gewicht (53,4kg +-1,3). Ook

het rustmetabolisme (kJ/24u) hoger bij personen met obesitas (6478 kJ/24u +-128,1) dan bij

personen met een normaal gewicht (6075 kJ/24u +- 146,8; Nelson et al. 1992).

Grafiek 3: Correlatie tussen vetvrije massa en rustmetabolisme (naar Nelson et al., 1992) a ♂♀: personen met een normaal gewicht

♂♀: personen met obesitas

Literatuurstudie

9

2.2 RUSTMETABOLISME EN LICHAAMSSAMENSTELLING NA GEWICHTSVERLIES

Bariatrische chirurgie resulteert niet enkel in gewichtsverlies, maar zorgt ook voor een gezon-

dere lichaamssamenstelling. Er vindt echter wel een daling plaats van het rustmetabolisme.

Madan et al. (2006), Tacchino et al. (2003) en Carey et al. (2006) onderzochten elk de li-

chaamssamenstelling van morbied obese patiënten die bariatrische chirurgie ondergingen.

Madan et al. (2006) onderzochten 151 patiënten (BMI 48kg/m² +-5) die een laparoscopische

roux-en-Y gastric bypass ondergingen, terwijl de 101 patiënten van Tacchino et al. (2003;

BMI 45,4kg/m² +-7,7) een biliopancreatische diversie ondergingen en de 19 patiënten van

Carey et al. (2006; BMI >40kg/m²) een laparoscopische gastric banding.

Alle drie besloten ze dat de lichaamssamenstelling van de patiënten sterk verbeterd was. In

het onderzoek van Madan et al. (2006) vond er na één jaar een significante daling plaats van

de vetmassa (van 49% naar 35%) en een daling van de taille/heup-ratio (van 0,90 naar 0,81).

Tacchino et al. (2003) stelden 24 maanden na de operatie eveneens een daling vast van de

vetmassa van 51,8% naar 34,9% (van 63,9kg +-20,1 naar 29,4kg +-14,0), maar echter ook van

de vetvrije massa. Deze daalde van 47% naar 61,9% (van 58,0kg +-6,6 naar 47,9kg +-10,6) en

omvat zowel de daling in viscerale massa (-19,8%: van 8,1kg +-2,2 naar 6,5kg +-1,8) als de

daling van de spiermassa (-20,7%: van 50,2kg +-5,8 naar 39,8kg +-5,7; Tacchino et al., 2003).

Carey et al. (2006b) vonden bij de meting 12 maanden na de operatie een daling van het ge-

wicht van 36,2% terug. Van deze daling was 24,8% afkomstig van de vetvrije lichaamsmassa

en 75,2% van de vetmassa (Carey et al., 2006b).

Zowel Tacchino et al. (2003) als Carey et al. (2006b) vonden een daling van het rustmetabo-

lisme terug. In dit laatstgenoemde onderzoek rapporteerde men een daling van 417kCal een

maand na de operatie die onveranderd bleef tot een jaar na de operatie. Tacchino et al. (2003)

rapporteerden 24 maanden na de operatie eveneens een daling (van 9,23kJ/dag +-0,75 naar

6,99kJ/dag +-1,666).

Er kan dus gesteld worden dat een groot gewichtsverlies naast een daling in vetmassa gepaard

gaat met een daling in vetvrije massa en bijgevolg bijdraagt tot de daling van het rustmetabo-

lisme (Stiegler et al., 2006; Tacchino et al., 2003; Madan et al., 2006).

2.3 RUSTMETABOLISME EN LICHAAMSSAMENSTELLING NA FYSIEKE TRAINING

Fysieke training zorgt voor positieve veranderingen in de lichaamssamenstelling. Het onder-

zoek Frey-Hewitt et al. (1990) bestond uit 121 mannen met overgewicht die random werden

Literatuurstudie

10

verdeeld in twee groepen. De eerste groep volgde een dieet en de tweede groep werd behan-

deld met fysieke training, namelijk stappen of joggen. In tegenstelling tot de eerste groep

zorgde gewichtsverlies door middel van een trainingsinterventie (zonder dieet) voor een be-

houd van de vetvrije massa en het rustmetabolisme (Fey-Hewitt et al., 1990).

Del Genio et al. (2007) pasten een combinatie van dieet en fysieke training toe op een groep

van 20 morbiede obesen (BMI: 50,1kg/m² +-8,0). Na deze interventie (10% gewichtsverlies)

stelde men een stijging vast van de relatieve vetvrije massa (5,2%).

De volgende twee onderzoeken tonen aan dat de gevolgen van fysieke training gericht op

kracht verschillen van deze van fysieke training gericht op uithouding. Pratley et al. (1994)

onderzochten 13 gezonde, sedentaire mannen (BMI: 26,3kg/m² +-1,1, leeftijd: 50-65j) voor en

na een krachttrainingsprogramma van 16 weken. Na de interventie was hun totale lichaams-

kracht significant gestegen met 40% van hun 3RM (pre: 571kg +-30; post: 801kg +-43). In

het totale lichaamsgewicht werden geen verschillen gevonden, maar de relatieve vetmassa

ondervond een significante daling van 1,9% (pre: 25,6% +-1,5; post: 23,7% +-1,7). De abso-

lute vetvrije massa bleek na het trainingsprogramma met 2,6% gestegen te zijn (pre: 60,6kg

+-2,2; post: 62,2kg +-2,1). Daarenboven steeg het absolute basale rustmetabolisme (pre:

225,0ml/O2/min +-8,3; post: 241,8ml/O2/min +-8,2 ; zie grafiek 4; Pratley et al., 1994).

Grafiek 4: Correlatie tussen BRM en vetvrije massa voor en na trainingsinterventie van 16

weken (naar Pratley et al., 1994)

Volle cirkels en volle lijn: voor het trainingsprogramma (r= 0,62; p<0,05)

Open cirkels en stippenlijn: na het trainingsprogramma (r=0,38; p<0,05)

In onderzoek van Poehlman et al. (1991) werd het effect van een aerobe trainingsinterventie

(fietsen) bij 19 sedentaire personen (64j +-1,6) op het basaal rustmetabolisme bepaald. Na

Literatuurstudie

11

acht weken uithoudingstraining werd geen significant verschil gevonden in het lichaamsge-

wicht. In tegenstelling tot de interventie bestaande uit krachttraining verschilden de vetmassa

en de vetvrije massa hier niet significant voor en na de interventie. Het rustmetabolisme daar-

entegen ondervond wel een stijging van 11% (pre: 197,8ml O2/min +-6,3; post: 219,8ml

O2/min +-6,9; Poehlman et al., 1991).

3. SUBMAXIMALE INSPANNINGSTEST

Mechanische efficiëntie is de mate waarin energie efficiënt gebruikt wordt. Bij een hoge me-

chanische efficiëntie gaat men dus minder zuurstof verbruiken voor eenzelfde belasting. De

grotere lichaamsmassa bij personen met obesitas heeft een negatief effect op de bewegingsef-

ficiëntie. De energiekost tijdens inspanning ligt bijgevolg hoger bij personen met obesitas.

3.1 ABSOLUTE EN RELATIEVE ZUURSTOFOPNAME

Uit onderzoeken van Hulens et al. (2001) en Lafortuna et al. (2006) waarbij obese personen

vergeleken werden met personen met een normaal gewicht bleek dat personen met obesitas

een grotere zuurstofverbruik vertoonden tijdens een submaximale inspanningstest dan perso-

nen met een normaal gewicht.

Hulens et al. (2001) vergeleken 225 obese patiënten (BMI >30kg/m2) met 81 niet-atletische

individuen met een normaal gewicht. In onderzoek van Lafortuna et al. (2006) nam men een

submaximale inspanningstest (aan 80Watt) af bij negen obese vrouwen (BMI 40,4kg/m2

+-1,2) en negen vrouwen met een normaal gewicht. Bij Hulens et al. (2001) bleken de obesen

bij inspanning op een fietsergometer aan 70Watt een hoger absoluut zuurstofverbruik te ver-

tonen dan de controlegroep (obesen: 1,23 l/min +-0,15 vs. controlegroep: 1,06 l/min +-0,11).

Lafortuna et al. (2006) stelden een significant hoger absoluut zuurstofverbruik vast in de

groep van de obese personen (obesen: 1,44 l/min +-0,03 vs. controlegroep:1,19 l/min +-0,06).

3.2 NETEFFICIËNTIE EN DELTA-EFFICIËNTIE

Voor het bepalen van de mechanische efficiëntie zijn er twee methoden. De netefficiëntie zet

de VO2 aan een bepaald vermogen uit ten opzichte van de VO2 in rust. De delta-efficientie is

de verhouding van de VO2 aan een bepaald vermogen tot de VO2 bij fietsen aan een lager wat-

tage. In tegenstelling tot de netefficiëntie kan de delta-efficientie gebruikt worden om de

spierefficiëntie te bepalen.

Literatuurstudie

12

Lafortuna et al. (2008) vergeleken de mechanische efficiëntie tijdens stappen en fietsen bij 15

obese vrouwen (BMI >35kg/m2) en zes vrouwen met een normaal gewicht (18.5 < BMI <24.9

kg/m2). Tijdens beide oefeningen bleek de netefficiëntie lager bij de obesen in vergelijking

met de controlegroep. Ook uit onderzoek van Lafortuna et al. (2006) waarbij negen vrouwen

met obesitas (BMI 40,4kg/m2

+-1,2) vergeleken werden met negen vrouwen met een normaal

gewicht, bleek dat de netefficiëntie bij obesen lager lag dan bij niet-obesen.

De Δ-efficiëntie verschilde echter niet tussen beide groepen en dit voor geen enkele belasting.

Lafortuna besloot op basis hiervan dat er geen verstoring in de intrinsieke spierkarakteristie-

ken van de obesen aanwezig was (Lafortuna et al., 2006; Lafortuna et al., 2008).

Amati et al. (2008) onderzochten het effect van gewichtsverlies en FA op de mechanische

efficiëntie bij 64 sedentaire obesen (BMI: 30,7kg/m² +-0,4) gedurende een vier maand durend

onderzoek. Een eerste groep van 11 patiënten volgde enkel een hypocalorisch dieet (-500 tot

-1000kcal/dag). Een tweede groep van 36 patiënten volgde een aeroob trainingsprogramma

(drie tot vijf keer per week, 75% van de VO2 piek). Een derde groep van 17 patiënten volgde

een combinatieprogramma (dieet en training). De patiënten legden een submaximale inspan-

ningstest af op een fietsergometer (één uur aan 50% van de VO2piek). De mechanische effici-

ëntie werd hier uitgedrukt als de verhoudinging van arbeid (omgezet naar kcal/min) tot ener-

gie-uitgave (kcal/min). Deze bleek zowel gestegen te zijn bij de trainingsgroep (+4,7% +-2,2)

als bij de patiënten van het gecombineerde trainingsprogramma (+9,0% +-3,3; Amati et al.,

2008).

3.3 RER

De respiratory exchange ratio (RER) is een index die – op voorwaarde van een steady state-

conditie – informatie geeft over de verhouding tussen vetverbranding en glucoseverbranding.

Een RER gelijk aan één betekent dat de patiënt enkel en alleen koolhydraten verbruikt. Een

patiënt verbruikt 100% vetten wanneer hij een RER heeft van 0,7. Een RER-waarde van mi-

nimum 1,15 geldt als criterium voor een maximale inspanning (Issekutz et al., 1962).

Onderzoek van Amati et al. (2008) toonde aan dat het vetverbruik bij het fietsen aan eenzelfde

belasting na interventie gestegen was bij de trainingsgroep en de groep met het gecombineer-

de programma. Bij de groep die enkel een dieet volgde, bleek het vetverbruik echter onveran-

derd (Amati et al., 2008).

Literatuurstudie

13

3.4 HARTFREQUENTIE

De hartfrequentie tijdens submaximale inspanning bleek hoger te zijn bij obesen dan bij per-

sonen met een normaal gewicht (Salvadori et al., 1992). Obese patiënten die een aanzienlijk

gewichtsverlies ondergingen, vertoonden eveneens een lagere hartslag na de interventie. Zo

bleek uit onderzoek van Serés dat de hartslag bij morbiede obesen (BMIpre: 51kg/m² +-4;

BMIpost: 33kg/m² +-7) één jaar na de operatie (biliopancreatische diversie) significant lager

was dan voor de operatie (Serés et al., 2006).

4. MAXIMALE INSPANNINGSTEST

4.1 ABSOLUTE EN RELATIEVE VO2PIEK

Hulens et al. (2001) vergeleken de maximale zuurstofopname bij obesen met deze van perso-

nen met een normaal gewicht door middel van een maximale inspanningstest op de fietsergo-

meter. Men vergeleek 225 obesen (BMI >30kg/m2) met 81 niet-atletische personen met nor-

maal gewicht (BMI: 26kg/m2; Hulens et al., 2001). De absolute maximale zuurstofopname

verschilde niet significant (VO2obesen: 1,59 lO2/min +-0,37 vs. VO2niet-obesen: 1,61 lO2/min

+-0,47). De relatieve maximale zuurstofopname daarentegen bleek bij personen met obesitas

lager dan bij personen met een normaal gewicht (VO2max obesen: 15,8ml/min/kg +-3,8 vs.

VO2max niet-obesen: 26,1ml/min/kg +-6,6; Hulens et al., 2001).

Serés et al. (2006) bekeken het effect van extreem gewichtsverlies op het relatieve zuurstof-

verbruik bij een maximale inspanningstest op de loopband (14 fases waarbij de snelheid en de

hellingsgraad gradueel verhoogd werden). Men onderzocht hiervoor 31 morbiede obesen

(BMIpre: 51kg/m²; +-4; BMIpost: 33kg/m² +-7) zonder hartproblemen die een biliopancreati-

sche diversie ondergingen. Een jaar na de operatie bleek de relatieve zuurstofopname signifi-

cant gestegen (VO2pre: 15,9mlO2/kg/min +-3,3; VO2post: 24,3mlO2/kg/min +-6,3). In de abso-

lute zuurstofopname werd er geen significant verschil gevonden tussen de twee metingen

(VO2pre: 2,30 lO2/kg/min +-0,6; VO2post: 2,25 lO2/min +-0,5; zie grafiek 1). Tevens konden de

patiënten de inspanning langer volhouden (pre: 13,8min +-3,8; post: 21min +-4,2; Serés et al.,

2006).

Uit onderzoek van Amati et al. (2008) bleek dat een trainingsprogramma van 16 weken bij

obesen (BMI: 30,7kg/m² +-0,4) zorgde voor een significante stijging van het relatieve maxi-

male zuurstofverbruik (+10,4 ml O2/min/kg LG). Ook een trainingsprogramma in combinatie

Literatuurstudie

14

met een dieet (500-1000kcal/dag) zorgde voor een stijging (4,3mlO2/min/kg LG +-3,2). Een

dieetinterventie zonder trainingsprogramma echter resulteerde niet in een significant verschil

van het maximale zuurstofverbruik.

4.2 ANAEROBE DREMPEL (AT)

De anaerobe drempel is het punt waarop het lichaam overschakelt van aerobe naar anaerobe

energielevering. Kenmerkend voor de anaerobe energielevering is de vorming van lactaat en

H+

(Wilmore, 2008).

Uit onderzoek van Salvadori et al. (1992) bleek dat obesen (BMI 39,9kg/m2

+-1,1) tijdens een

maximale inspanningstest een lagere anaerobe drempel hadden dan personen met een normaal

gewicht (obesen: 78Watt vs. controle: 110Watt). Personen met obesitas bereikten de drempel

dus aan een lagere belasting dan personen met een normaal gewicht (Salvadori et al., 1992).

Stegen et al. (2009) onderzochten 15 morbiede obesen (BMI: 43,0kg/m²) die een gastric by-

pass ondergingen. Acht van hen volgden een bijkomend trainingsprogramma van drie maan-

den. Na het trainingsprogramma bereikten zij hun anaerobe drempel aan een significant hoger

vermogen (pre: 90Watt +-24; post: 111Watt +-40). De groep die enkel een gastric bypass on-

derging ondervond daarentegen geen significante verbetering.

4.3 HFPIEK

Zowel uit onderzoek van Hulens et al. (2001) als van Salvadori et al. (1992) bleek dat de hart-

frequentie bij obesen tijdens maximale inspanning significant lager (HF: 154bpm +-23 vs.

HF: 168bpm +-18, respectievelijk HF: 157bpm +-4 vs. HF: 171bpm +-3) was dan bij niet-

obese personen.

Serés et al. (2006) onderzochten het effect van extreem gewichtsverlies (biliopancreatische

diversie) op de hartslag tijdens een maximale inspanning bij morbiede obesen (BMIpre:

51kg/m²; +-4; BMpost: 33kg/m² +-7). Na gewichtsverlies bereikten de patiënten een significant

hogere hartslag (HF: 151bpm +-17 vs. HF: 163bpm +-19; Serés et al., 2006).

4.4 RERPIEK

Uit onderzoek van Hulens et al. (2001) waarbij obese personen (BMI >30kg/m2) vergeleken

werden met een slanke controlegroep bleek dat de RER (RER: 1,13 +- 0,13 vs. RER: 1,25

+-0,11) lager was bij obesen dan bij personen met een normaal gewicht.

Literatuurstudie

15

Na extreem gewichtsverlies bleek de RER bij morbiede obesen significant gestegen te zijn

(RERpre: 0,87 +-0,7 vs. RERpost: 1,03 +-0,09; Serés et al., 2001).

Stegen et al. (2009) echter toonden geen significant verschil aan van de RER bij morbiede

obesen (BMI: 43,0kg/m²) na het volgen van een trainingsprogramma (pre: 1,11 +-0,12; post:

1,10 +-0,07).

5. SPIERKARAKTERISTIEKEN

5.1 SPIERVEZELTYPEVERDELING

5.1.1 SPIERVEZELTYPEVERDELING EN OBESITAS

In de menselijke skeletspier zijn er drie soorten spiervezeltypes: de trage oxidatieve vezels, de

snelle glycolytische vezels en de snelle oxidatief-glycolytische vezels (Wilmore et al., 2008).

De eigenschappen van elk spiervezeltype zijn terug te vinden in tabel 4.

Tabel 4: Eigenschappen van spiervezeltypes (naar Wilmore et al., 2008)

Trage Oxidatieve

vezels (type I)

Snelle Oxidatief-Glycolytische

vezels (type IIa)

Snelle Glycolytische

vezels (type IIx)

Oxidatieve capaciteit Hoog Matig Laag

Glycolytische capaciteit Laag Hoog Zeer hoog

Glycolytische/oxidatieve

enzymcapaciteit

Laag Matig Hoog

Aantal mitochondriën Hoog Matig Laag

Vermoeibaarheid Traag Matig Snel

Contractiesnelheid Traag Snel Snel

Intramyocellulaire

Lipiden

Hoog Matig Laag

Deze kenmerken die eigen zijn aan het type spiervezel blijven behouden bij individuen met

obesitas (He et al., 2001). De spiervezeltypeverdeling verschilt van individu tot individu. Fac-

toren die verantwoordelijk zijn voor deze verscheidenheid: erfelijkheid (45%), omgevingsfac-

toren zoals mate van fysieke activiteit (40%) en onnauwkeurigheid van metingen (15%; Si-

moneau J.A., Bouchard C., 1995b).

Literatuurstudie

16

Obesitas wordt gekenmerkt door een veranderde spiervezeltypeverdeling. In vergelijking met

slanke individuen hebben obesen minder trage oxidatieve vezels en meer snelle glycolytische

(zie grafiek 5; Tanner et al., 2001; Malenfant et al., 2001). Het aandeel snelle oxidatief-

glycolytische spiervezels zou lager zijn bij obese individuen dan bij de slanke controlegroep

(Malenfant et al., 2001).

Grafiek 5: Spiervezeltypeverdeling bij obesitaspatiënten en slanke controlegroep (naar Tan-

ner et al., 2002)

In de drie bovenvernoemde spiervezeltypes is de oxidatieve enzymactiviteit (geschat op basis

van succinaat dehydrogenase) significant lager bij obesen dan bij de controlegroep (He et al.,

2001). Bovendien is de ratio glycolytische/oxidatieve enzymcapaciteit significant hoger bij

obesen in snelle glycolytische en bij snelle oxidatief-glycolytische vezels.

Onderzoek toonde aan dat er een positief verband bestaat tussen insulinesensitiviteit en het

percentage trage oxidatieve vezels (Lillioja et al., 1987). Tussen insulinesensitiviteit en het

percentage snelle glycolytische vezels in de m. vastus lateralis werd een negatief verband

aangetoond (Hickey et al., 1995; Lillioja et al., 1987; Kriketos et al., 1996). Simoneau, J.A. en

Bouchard, C. (1995b) vonden echter geen significante correlatie tussen spiervezeltypeverde-

ling en insulinesensitiviteit.

5.1.2 INVLOED VAN GEWICHTSVERLIES OP SPIERVEZELTYPEVERDELING BIJ OBESEN

Uit verschillende onderzoeken blijkt dat gewichtsverlies ten gevolge van een dieet geen effect

heeft op de spiervezelverdeling bij obese individuen (Kern et al., 1999: BMI: 34,6kg/m²

+-1,5; Niskanen et al., 1996: BMI >34kg/m²; Malenfant et al., 2001b: BMI: 34kg/m² +-5;

Toledo et al., 2008: BMI: 33,4kg/m² +-1,2).

Literatuurstudie

17

Gray et al. (2002) onderzochten morbied obese individuen (BMI 52,2kg/m² +-2,5) die een

gastric bypass ondergingen. Het extreme gewichtsverlies leidde niet tot een verandering in de

spiervezeltypeverdeling: het aandeel trage oxidatieve vezels bleef lager dan bij de niet-obese

controlegroep.

Tanner et al. (2001) bewezen in hun onderzoek bij morbiede obesen voor en na een gastric

bypass-operatie (BMI 52,2kg/m2 +-2,3; respectievelijk 37,8kg/m² +-2,2) dat het aandeel trage

oxidatieve vezels op het moment van de operatie positief gecorreleerd is met de mate van

BMI-daling 12 maanden na de operatie (zie grafiek 6). Dit suggereert dat het aandeel trage

oxidatieve vezels bepalend is voor de mate van gewichtsverlies (Tanner et al., 2001).

Grafiek 6: Correlatie tussen daling BMI en percentage trage oxidatieve spiervezels bij mor-

biede obesen na een gastric bypass-operatie (Tanner et al., 2001)

5.1.3 INVLOED VAN FYSIEKE TRAINING OP SPIERVEZELTYPEVERDELING BIJ OBESEN

In het algemeen zorgt fysieke training en meer in het bijzonder duurtraining voor een daling

in het aandeel snelle glycolytische vezels en een toename in het aandeel snelle oxidatief-

glycolytische vezels in de skeletspier (Fox, 2008).

Wanneer obese individuen een aeroob gericht trainingsprogramma volgen gedurende drie

maanden daalt het percentage snelle glycolytische vezels inderdaad significant (van 18,3%

+-6,6 naar 5,8% +-4,8) en neemt het aandeel snelle oxidatief-glycolytische vezels significant

toe (van 30,3% +-5,1 naar 35,2% +-4,8, gemeten in de m. vastus lateralis; Krotkiewski et al.,

1983).

Literatuurstudie

18

5.1.4 INVLOED VAN COMBINATIE GEWICHTSVERLIES EN FYSIEKE TRAINING OP SPIERVE-

ZELTYPEVERDELING BIJ OBESEN

Verschillende onderzoekers toonden aan dat een interventie die fysieke training en een hypo-

calorisch dieet combineert, geen significante veranderingen teweeg brengt in de spiervezel-

verdeling bij obesen; (He et al., 2004: BMI 33,3kg/m² +-1,8; Toledo et al., 2008: BMI:

34,8kg/m² +-1,1; Malenfant et al., 2001b).

5.2 OXIDATIEVE CAPACITEIT EN MITOCHONDRIËN

5.2.1 ALGEMEEN

Bestanddeel Functie

1. Mitochondriale matrix : a) Oxidatie van pyruvaat

b) Oxidatie van vetzuren (β-oxidatie)

c) Krebscyclus

a) Oxidatie van pyruvaat

Pyruvaat dehydrogenase

(PDH)

Enzym: pyruvaat + CoA => acetylCoA + CO2

b) Oxidatie van vetzuren (β-oxidatie)

β-hydroxyacyl-CoA

dehydrogenase (β-HAD)

Enzym uit β-oxidatie: oxidatie van β-hydroxyacyl-CoA door NAD+

c) Krebscyclus

Citraatsynthase (CS) Enzym: AcetylCoA + oxaalacetaat => citraat + CoA-SH

Literatuurstudie

19

Succinaat dehydrogenase

(SDH)

Enzym: Succinaat (+ FAD) => Fumaraat (+ FADH2)

Mitochondriaal DNA

(mtDNA)

Omvat 37 genen, verzekert de functie van de mitochondriën (oa. oxida-

tieve enzymen)

2. Buitenste mitochondriaal membraan

Carnitine palmitoyl trans-

ferase-I (CPT-I)

Enzym dat vetzuren met lange ketens door het membraan transporteert

dmv binding met carnitine

Mitofusine 2 (MFN2) Mitochondriaal proteïne: helpt bij regulatie van de morfologie van mi-

tochondriën

3. Binnenste mitochondriaal membraan :

- Elektronentransportsysteem (ETS, oxidatieve fosforylatie)

NADH-dehydrogenase

(Complex 1)

Multi-proteïnecomplex, cataliseert de overdracht van elektronen van

NADH naar coenzyme Q

NADH- O2-

oxidoreductase

Enzyme gerelateerd met Complex 1

Succinaat dehydrogenase

of succinaat coenzyme Q-

reductase (Complex II)

Multi-proteïnecomplex, overdracht van elektronen van succinaat via

FAD naar coenzyme Q

Cytochroom c-reductase

(CYT C, Complex III)

Multi-proteinecomplex, catalyseert overdracht van elektronen van coen-

zyme Q naar cytochroom c

Cytochroom c-oxidase

(COX, Complex IV)

Multi-proteïnecomplex, overdracht van 4 elektronen van cytrochroom c

naar O2 en 4 protonen door membraan, vorming 2H2O

NADH-tetrazolium

reductase

Enzym gelinkt aan ETS

NADH-oxidase Enzym gelinkt aan ETS

Ubiquinol oxidase Enzym gelinkt aan ETS

Cardiolipine Deel van binnenste mitochondriale membraan (fosfolipide), stabiliseert

eiwitcomplexen die zorgen voor ionentransport

Figuur 2: Structuur van een mitochondrion (naar Encyclopedia Brittanica, 1998)

Mitochondriën zorgen voor de aerobe energielevering van de cel. Die energie in de vorm van

ATP is het resultaat van substraatoxidatie. Koolhydraten en vetzuren zijn de voornaamste

substraten die in de mitochondriën geoxideerd worden om ATP te genereren. De ATP-

productie gebeurt hoofdzakelijk in het elektronentransportsysteem dat zich in het binnenste

mitochondriale membraan bevindt (Fox, 2008). In het elektronentransportsysteem (= oxida-

tieve fosforylatie) vindt een chemische reactie plaats tussen een elektronendonor en een elek-

Literatuurstudie

20

tronenacceptor om H+-ionen te transporteren over het membraan. Deze H

+-ionen worden ge-

bruikt om ATP te genereren wanneer ze terug door het membraan gaan. Figuur 2 geeft de

structuur van een mitochondrion weer met de verschillende enzymen en processen die belang-

rijk zijn voor de oxidatie van substraten en van belang zijn in dit onderzoek.

Verder draagt de oxidatieve capaciteit bij tot de maximale zuurstofopname (aerobe capaciteit;

Wilmore et al., 2008). Een verbetering in oxidatieve capaciteit gaat bovendien gepaard met

een verbeterde insulinesensitiviteit (Menshikova et al., 2004). Insulineresistentie is een be-

langrijke comorbiditeit van obesitas.

Om de oxidatieve capaciteit te bepalen kan men de activiteit meten van enkele cruciale enzy-

mes uit de Krebscyclus of uit het elektronentransportsysteem. Naast deze histochemische

techniek kan men ook de structuur van de mitochondriën observeren door middel van micro-

scopische technieken zoals elektronenmicroscopie. De structuur van de mitochondriën is een

goede indicator voor de functionele capaciteit van de mitochondriën (Kelley et al., 2002). Het

aantal mitochondriën en de grootte ervan bepalen met andere woorden de capaciteit om zuur-

stof te gebruiken en ATP te genereren door middel van oxidatie (Wilmore et al., 2008).

De oxidatieve capaciteit is spiervezeltype-afhankelijk: trage oxidatieve vezels hebben de

grootste oxidatieve capaciteit, snelle oxidatief-glycolytische vezels een matige oxidatieve

capaciteit en snelle glycolytische vezels de laagste (Fox, 2008). Fysieke training zorgt voor

een toename van de hoeveelheid oxidatieve enzymes, het aantal mitochondriën en de grootte

ervan (Fox, 2008).

Men maakt een onderscheid tussen mitochondriën die zich tussen de myofibrillen bevinden

(intermyofibrillaire zone) en mitochondriën die in de subsarcolemmale zone (regio die recht-

streeks in contact staat met het sarcolemma) gelegen zijn (Krieger et al., 1980). Er zijn aan-

wijzingen dat de functie van de mitochondriën zou verschillen naargelang de locatie. In-

termyofibrillair gelegen mitochondriën zouden vooral belangrijk zijn voor energieproductie

voor de spiercontractie, terwijl subsarcolemmaal gelegen mitochondriën energie zouden leve-

ren voor de processen aan het celoppervlak: oa. transport van substraten en ionen, signalisatie

(Ritov et al., 2005). Meer onderzoek hieromtrent is nog vereist.

5.2.2 OXIDATIEVE CAPACITEIT IS VERMINDERD BIJ OBESEN

Uitgebreid onderzoek van de oxidatieve capaciteit bij obesen heeft aangetoond dat hun oxida-

tieve capaciteit verminderd is (Kelley et al., 1999; Kelley et al., 2002; Kim et al., 2000; Hol-

loway et al., 2007; Simoneau et al., 1995). Zowel de grootte als het aantal mitochondriën ble-

ken verminderd te zijn bij obesen (Kelley et al., 2002). Verder is ook de ratio van glycolyti-

Literatuurstudie

21

sche activiteit ten opzichte van oxidatieve capaciteit groter dan bij slanke individuen (Simo-

neau et al., 1995).

Kelley et al. (2002) vergeleken de mitochondriën bij slanke en obese individuen. Enerzijds

werd elektronenmicroscopie gebruikt om de structuur, grootte en aantal van de mitochondriën

te bepalen. Anderzijds bepaalden ze op histochemische wijze de hoeveelheid citraatsynthase,

een marker voor het mitochondriale volume. Uit het onderzoek van de spierbiopten van de m.

vastus lateralis onder een elektronenmicroscoop bleek dat de mitochondriën in de skeletspier

van obesen (BMI 30,0kg/m² +- 1,2) kleiner (30% kleinere doorsnede) waren dan deze bij

niet-obese individuen, ook de cristae van het binnenste mitochondriaal membraan waren

zichtbaar minder ontwikkeld (zie figuur 3; Kelley et al., 2002). Een mitochondrion bij een

slank en gezond persoon meet ongeveer 0,149µm² (intermyofibrillair) en 0,188µm² (subsarco-

lemmaal; Crane et al., 2009). Kelley et al. (2002) rapporteerden een gemiddelde grootte van

0,076µm² bij obese proefpersonen (BMI 30,0kg/m² +- 0,2), de mitochondriën van hun slanke

controlegroep waren gemiddeld kleiner (0,114µm²) dan deze uit het onderzoek van Crane et

al. (2009).

De hoeveelheid citraatsynthase was echter niet verschillend bij de twee groepen, dit wijst vol-

gens de auteurs op een gelijkaardig mitochondriaal volume (Kelley et al., 2002). De resultaten

van de histochemische methode kwamen hier niet overeen met de resultaten van de elektro-

nenmicroscoop. Zowel Holloway et al. (2007) als Kim et al. (2000) besloten daarentegen dat

het mitochondriale volume wel verminderd was bij obesen omdat de activiteit van citraatsyn-

thase significant lager was in de skeletspier van obesen (BMI 37,6kg/m² +- 2,2; respectieve-

lijk: BMI 38,3 +- 3,1kg/m²) dan in de skeletspier van niet-obese individuen.

De activiteit van het elektronentransportsysteem (ETS) is verminderd bij obesen (Kelley et

al., 1999; Kelley et al., 2002; Holloway et al., 2007; Ritov et al., 2005). In onderzoek van Kel-

ley et al. (2002) werd de activiteit van NADH-O2-oxidoreductase gemeten om de activiteit

van het ETS te bepalen (Kelley et al., 2002: BMI 30,0kg/m² +-1,2). He et al. (2001) toonden

op basis van histochemische meting van succinaat dehydrogenase-activiteit aan dat de ver-

minderde oxidatieve capaciteit bij obesen in elk van de belangrijkste spiervezeltypes (trage

oxidatieve,snelle oxidatief-glycolytische en snelle glycolytische vezels) tot uiting komt; (He

et al., 2001: BMI 33,2kg/m² +- 0,8). Ritov et al. (2005) rapporteerden eveneens op basis van

de hoeveelheid succinaat dehydrogenase een ETS-activiteit bij obesen die twee tot drie keer

lager lag dan bij de slanke controlegroep (Ritov et al., 2005; BMI 30,3kg/m² +- 1,1).

Literatuurstudie

22

Eerder onderzoek van Kelley et al. (1999) gebruikte spectrofotometrie, een histochemische

techniek, om de activiteit van cytochroom c-oxidase, een essentieel enzym van het elektro-

nentransportsysteem, te bepalen. Ten slotte hanteerden Holloway et al. (2007) een techniek

waarbij men gebruik maakte van antilichamen voor cytochroom c-oxidase. Ook deze laatste

twee studies toonden een verminderde ETS-activiteit aan bij obesen.

Figuur 3: Mitochondriëna in m. vastus lateralis, beeld via elektronenmicroscopie (a-b: Kelley

et al., 2002; c: eigen onderzoek) a Mitochondriën (M) bij een slank individu (a) en een individu met obesitas (b).

Foto c laat ook andere organellen zien: mitochondrion (M), vetdruppel (L), Z-lijn (Z), triade

= T-tubulus met twee terminale cisternen (T).

Literatuurstudie

23

Zowel Kelley et al. (1999), Kim et al. (2000) en Simoneau et al. (1999) rapporteerden een

verminderde activiteit van carnitine palmitoyl transferase-I (CPT-I). Dit is een belangrijk en-

zym voor het transport van vetzuren met lange ketens om oxidatie in de mitochondriën moge-

lijk te maken en wijst dus eveneens op een verminderde oxidatieve capaciteit.

Verschillende onderzoeken bij obese en morbied obese individuen toonden via een techniek

van gelabelde vetzuren aan dat de capaciteit om vrije vetzuren te oxideren fel verminderd was

in vergelijking met personen met een normaal gewicht (Kim et al., 2000: BMI 38,3kg/m²

+-3,1; Thyfault et al., 2004: BMI 40,8kg/m² +-1,8, Holloway et al., 2007: BMI 37,6kg/m²

+-2,2; Berggren et al., 2008: BMI 50,7kg/m² +-3,9). De mogelijkheid om vrije vetzuren te

oxideren is zowel verminderd in rust als tijdens inspanning (Thyfault et al., 2004; Kelley et

al., 2002). Voorts gaat obesitas gepaard met een aangetaste metabole flexibiliteit (Mingrone et

al., 2005): dit is het vermogen om over te schakelen van vetten naar koolhydraten als substraat

voor energieproductie en omgekeerd. Uit onderzoek van Ritov et al. (2005) bleek dat het mi-

tochondriale DNA bij obesen significant lager lag dan bij de slanke controlegroep (BMI

30,3kg/m² +-1,1). Opvallend genoeg was dit verschil in mitochondriaal DNA kleiner dan het

verschil in ETS-activiteit (op basis van succinaat dehydrogenase) tussen de twee groepen. De

kleinere hoeveelheid DNA verklaart dus slechts gedeeltelijk de verminderde oxidatieve capa-

citeit en Ritov et al. (2005) beschouwden dit als een aanwijzing voor een intrinsiek defect in

de mitochondriën van obesen. Dit wordt echter tegengesproken door andere onderzoeken

(Holloway et al., 2007).

Samengevat: onderzoeken die histochemische technieken hanteren tonen dus aan dat de oxi-

datieve capaciteit verminderd is bij obesen, maar er zijn tegenstrijdige resultaten wat de hoe-

veelheid mitochondriaal volume betreft. EM-studies wijzen wel allen op een daling van het

mitochondriale volume.

Het verschil in BMI en de verschillende technieken maken het moeilijk om de vele onderzoe-

ken te vergelijken. Tot op heden is er echter nog niet veel onderzoek gedaan naar de mi-

tochondriale structuur bij obesen door middel van elektronenmicroscopie.

5.2.2.1 ALTERNATIEVE OORZAKEN VAN VERMINDERDE OXIDATIEVE CAPACITEIT

BIJ OBESEN

De precieze oorzaak van de waargenomen verminderde oxidatieve capaciteit bij obesen is nog

onbekend. Vele onderzoekers hebben via verschillende technieken naar het onderliggende

Literatuurstudie

24

mechanisme gezocht. Hieronder enkele mogelijke verklaringen die niet het lagere aantal mi-

tochondriën of een lagere enzymactiviteit als oorzaak aanbrengen.

Onderzoek rond de spiervezeltypeverdeling bij obesen wees uit dat de skeletspier van obesen

minder trage oxidatieve vezels bevat dan deze van niet-obesen (41% +-1,8% vs. 54,6%

+-1,8%; Tanner et al., 2001). Op een biopt van de m. rectus abdominis werd een histochemi-

sche techniek toegepast die zorgt voor een kleurcontrast tussen de verschillende spiervezelty-

pes bij verhoging van de pH door het verschil in myosine atp-ase. Gezien trage oxidatieve

vezels insulinegevoelig en meer oxidatief zijn dan snelle glycolytische vezels, kan deze ver-

anderde verdeling bij obesen een rol spelen in de verminderde oxidatieve capaciteit bij obe-

sen.

Een andere piste ter verklaring van de verminderde oxidatieve capaciteit is deze van de reac-

tieve zuurstofmoleculen. Wells et al. (2008) onderzochten in een reviewartikel of vetaccumu-

latie in de spier ten gevolge van een te hoge vetinname verantwoordelijk is voor de vermin-

derde mitochondriale functie bij obesen (Wells et al., 2008). Daarbij gaan ze uit van het prin-

cipe dat vetopstapeling oxidatieve stress veroorzaakt. Oxidatieve stress is een onevenwicht

tussen anti-oxidatieve en pro-oxidatieve factoren. Een toename van de productie van vrije

radicalen door reactieve zuurstof- en stikstofmoleculen leidt tot oxidatieve stress. Dit kan lei-

den tot oxidatieve schade aan de mitochondriale membranen en inhibitie van de activiteit van

belangrijke membraangebonden oxidatieve enzymen. Furukawa et al. (2004) concludeerden

immers na onderzoek op muizen en mensen dat vetaccumulatie correleert met oxidatieve

stress. De productie van reactieve zuurstofmoleculen was selectief toegenomen in vetweefsel

en ging gepaard met een verminderde expressie van anti-oxidatieve enzymen (Furukawa et

al., 2004). Anti-oxidanten beschermen het lichaam tegen oxidatieve schade (Fox, 2008). Pal-

ming et al. (2007) toonden dan weer aan dat toegenomen oxidatieve stress in een opstapeling

van vet de regulatie van adipokines verstoort (zie figuur 4; Furukawa et al., 2004; Palming et

al., 2007). Dysregulatie van adipokines is een belangrijk mechanisme in het metabool syn-

droom. Adipokines zijn hormonen die veranderingen in vetmassa en energiestatus signaleren

ter controle van de substraatselectie.

Een derde mogelijke verklaring is de aangetaste dynamiek van mitochondriën bij (morbiede)

obesen (Zorzano et al., 2009). De dynamiek van mitochondriën is de beweging van mi-

tochondriën langs het cytoskelet en de regulatie van de morfologie en distributie van mi-

Literatuurstudie

25

tochondriën. De morfologie en distributie zijn het gevolg van samensmeltingen en splitsingen.

Bij obesitas blijkt een proteïne dat hierin een belangrijke rol speelt, nl. mitofusine 2, vermin-

derd te zijn.

Figuur 4: verhoogde productie van reactieve zuurstofmoleculen (ROS) in opgestapeld vet

draagt bij tot het metabool syndroom (naar Furukawa et al., 2004)

5.2.3 INVLOED VAN GEWICHTSVERLIES OP OXIDATIEVE CAPACITEIT EN MITOCHONDRIËN

BIJ (MORBIEDE) OBESEN

Gewichtsverlies kan zowel via een dieet of een operatie bekomen worden. Hoewel de mate en

de snelheid van het gewichtsverlies groter zijn bij een operatie, worden hieronder de twee

strekkingen geschetst over het effect van gewichtsverlies bij obese en morbied obese indivi-

duen op de oxidatieve capaciteit en de mitochondriën. De ene strekking meent dat gewichts-

verlies een positieve invloed heeft op de oxidatieve capaciteit en de mitochondriën, de andere

strekking schrijft aan gewichtsverlies geen invloed of zelfs een nadelige invloed op de oxida-

tieve capaciteit en mitochondriën toe.

5.2.3.1 GEWICHTSVERLIES HEEFT EEN POSITIEF EFFECT OP DE OXIDATIEVE CAPA-

CITEIT EN/OF DE MITOCHONDRIËN BIJ (MORBIEDE) OBESEN

In het onderzoek van Kern et al. (1999) werden enkele spiereigenschappen onderzocht bij

obesen voor en na een interventie bestaande uit een hypocalorisch dieet met lessen ter ge-

dragsverandering waarbij een maximaal gewichtsverlies beoogd werd (initiële BMI:

34,6kg/m² +-1,5, gewichtsverlies: 20,8% +-2.1 van initieel gewicht). Men besloot dat de oxi-

datieve capaciteit waarschijnlijk verbeterd was na het gewichtsverlies daar de activiteit van

Literatuurstudie

26

succinaat dehydrogenase, een belangrijk enzym uit het elektronentransportsysteem en de

krebscyclus, verhoogd was (Kern et al., 1999).

Onderzoek van Civitarese et al. (2007) ondersteunt de stelling dat gewichtsverlies een positie-

ve invloed heeft op de oxidatieve capaciteit. Jongeren met overgewicht (BMI 27,8kg/m²

+-0,7) volgden gedurende zes maanden een dieet (Civitarese et al., 2007). Daarbij werd aan-

getoond dat de mitochondriën in positieve zin veranderd waren na de interventie. Er werd

immers een stijging in mitochondriaal DNA gerapporteerd. Dit is een marker van het mi-

tochondriale volume. Er was minder DNA-schade dan in de controlegroep, dit wijst op een

daling van oxidatieve stress. De activiteit van belangrijke enzymes uit de krebscyclus (citraat-

synthase), de elektronentransportketen (cytochroom c-oxidase) en de β-oxidatie (β-

hydroxyacyl-CoA dehydrogenase) veranderde echter niet (Civitarese et al., 2007).

Deze positieve invloed werd echter nog niet gerapporteerd in onderzoek bij morbiede obesen.

Gezien de verschillen tussen de onderzoeksgroep van Civitarese et al. (2007) en morbiede

obesen kunnen we deze conclusies niet doortrekken naar morbiede obesen.

Gewichtsverlies bekomen via een operatie blijkt voor een verbetering in de dynamiek van

mitochondriën te zorgen. Biliopancreatische diversie en roux-en-Y gastric bypass veroorza-

ken beiden een stijging in een enzym dat een belangrijke rol speelt in de dynamiek van mi-

tochondriën, nl. mitofusine 2 (BMI pre-operatief 53,3kg/m² +-10,5 en post-operatief2jaar

30,3kg/m² +-4,0, Mingrone et al., 2005; BMI pre-operatief: 45,9kg/m² +-4 en post-

operatief1jaar: 30,5kg/m² +-5, Gastaldi et al., 2007).

5.2.3.2 GEWICHTSVERLIES HEEFT GEEN EFFECT OF EEN NADELIG EFFECT OP DE

OXIDATIEVE CAPACITEIT EN MITOCHONDRIËN BIJ (MORBIEDE) OBESEN

Extreem gewichtsverlies als gevolg van een gastric bypass-operatie blijkt geen positief effect

te hebben op de oxidatieve capaciteit. Thyfault et al. (2004) en Berggren et al. (2008) verge-

leken via cross-sectioneel onderzoek de capaciteit om vetzuren te oxideren tussen niet-obesen,

morbiede obesen (respectievelijk BMI 40,8kg/m² +-5,4 en BMI 50,7kg/m² +-3,9) en morbiede

obesen na gewichtsverlies van ongeveer 55kg door gastric bypass (pre-operatieve BMI

59,5kg/m² +-5,2, post-operatieve BMI 33,7kg/m² +-3,8 respectievelijk BMI 36.5kg/m² +-3.5).

De oxidatie van vetzuren werd bepaald door middel van gelabelde vetzuren (13

C-palmitaat en

14C-acetaat, respectievelijk

14C-palmitaat) waarna de hoeveelheid

13CO 2 en/of

14CO2 gemeten

werd. Uit de resultaten (zie grafiek 7) bleek dat de oxidatieve capaciteit 45% hoger lag bij de

niet-obesen. Morbiede obesen verschilden niet met de morbiede obesen na gastric bypass in

Literatuurstudie

27

beide onderzoeken, wat erop wijst dat de oxidatieve capaciteit niet verbetert na gewichtsver-

lies.

Grafiek 7: Cross-sectionele vergelijking van palmitaatoxidatie tussen slanke controlegroep,

morbiede obesen en moerbiede obesen na gewichtsverlies door een gastric bypass-operatie

(naar Berggren et al., 2008)

Eenzelfde besluit bleek uit de resulaten van een longitudinale studie die Berggren et al. (2008)

naast deze cross-sectionele vergelijking uitvoerde. Bij een groep morbiede obesen (BMI

51,0kg/m² +-3,5) werden er net voor de gastric bypass-operatie en een jaar erna (BMI

30,5kg/m² +-2,3) metingen gedaan (Berggren et al., 2008). Hieruit bleek dat de palmitaatoxi-

datie niet veranderde. Gray et al. (2002) kwamen tot dezelfde conclusie in hun onderzoek

rond de evolutie van de oxidatieve capaciteit bij morbiede obesen (BMI 52.2kg/m² +-2.5) die

eveneens een extreme vorm van gewichtsverlies ondergingen (daling BMI met 47%) door

middel van een gastric bypass-operatie. Vergelijking tussen de metingen pre-operatief en een

jaar na de operatie toonde geen verandering van de activiteit van NADH-tetrazolium reducta-

se, een enzym dat gelinkt is met het enzym uit de elektronentransportketen NADH-

dehydrogenase. De activiteit van CPT-I, een enzym dat zorgt voor het transport van lange

keten vetzuren, veranderde niet na een gastric bypass-operatie (Gray et al., 2002; Gastaldi et

al., 2007).

Gelijkaardige resultaten werden bekomen in onderzoeken waarbij obesen minder extreme

vormen van gewichtsverlies ondergingen. In onderzoek van Toledo et al. (2008) bleef de acti-

viteit van het elektronentransportsysteem onveranderd na een dieetinterventie (BMI vrouwen:

33,3 +-1,7kg/m², BMI mannen: 33,6 +-2,0kg/m², gewichtsverlies gemiddeld 10,8%). De acti-

viteit van het elektronentransportsysteem werd geschat op basis van de hoeveelheid cardioli-

Literatuurstudie

28

pine en NADH-oxidase, twee markers van het binnenste mitochondriale membraan. Kelley et

al. (1999) rapporteerden een ongewijzigde CPT-I-activiteit na matig gewichtsverlies (14kg

+-0,9) bij obesen (BMI vrouwen: 33,5 +-1,0kg/m² en BMI mannen: 34,3 +-0,9kg/m²).

Uit onderzoek van Rabol et al. (2009) bleek dat een hypocalorisch dieet gevolgd door jonge

obese vrouwen (BMI 33,4 +-2,6kg/m², gewichtsdaling van 11,5%) de mitochondriale functie

niet significant beïnvloedt. De hoeveelheid citraatsynthase (histochemisch bepaald), represen-

tatief voor de activiteit van de Krebscyclus, bleef onveranderd en ook de hoeveelheid mi-

tochondriaal DNA bleef gelijk. Deze onveranderde activiteit van citraatsynthase na gewichts-

verlies werd eveneens gerapporteerd door Simoneau et al. (1999). Men ondervond dit bij een

groep obesen (BMI vrouwen: 33,4 +-0,7kg/m², BMI mannen: 34,3 +-0,8kg/m²) die 15% van

hun gewicht verloren met behulp van een hypocalorisch dieet.

Gewichtsverlies kan zelfs een negatieve invloed hebben op de oxidatieve capaciteit. Zo rap-

porteerden Kelley et al. (1999) en Simoneau et al. (1999) een daling van de activiteit van cy-

tochroom c-oxidase na een dieetinterventie, zij het bij Simoneau alleen bij de vrouwen in zijn

onderzoek en een onveranderd resultaat bij de onderzochte mannen. Een dieetinterventie kan

naast de oxidatieve enzymactiviteit ook rechtstreeks de mitochondriën op negatieve wijze

beïnvloeden: de grootte van de mitochondriën daalde na gewichtsverlies ten gevolge van een

hypocalorisch dieet met 17% +-4 (Toledo et al., 2008).

Gewichtsverlies op zich blijkt dus geen oplossing te bieden voor de verminderde oxidatieve

capaciteit bij obesen en morbiede obesen. Hoewel hierover nog geen uitsluitsel bestaat in de

literatuur is deze tendens naar een neutrale of negatieve invloed toch duidelijk merkbaar. De

methoden verschillen echter tussen de verscheidene studies wat het vergelijken en het maken

van een algemene conclusie bemoeilijkt.

5.2.4 INVLOED VAN FYSIEKE TRAINING OP OXIDATIEVE CAPACITEIT EN MITOCHONDRIËN

BIJ (MORBIEDE) OBESEN

Fysieke training heeft een positieve invloed op de mitochondriën en de oxidatieve capaciteit

van de skeletspieren. Meer specifiek is duurtraining verantwoordelijk voor een stijging van de

grootte en het aantal mitochondriën, een verhoogde capaciteit om ATP te verkrijgen via de

oxidatieve fosforylatie (Fox, 2008) en een stijging in de activiteit van de mitochondriale oxi-

datieve enzymen en het transportenzym CPT-I (Wilmore et al., 2008).

Literatuurstudie

29

Verschillende onderzoeken tonen aan dat mitochondriën in de subsarcolemmale regio sneller

en meer beïnvloed worden door fysieke training dan de mitochondriën in de intermyofibrillai-

re regio (Krieger et al., 1980; Nielsen et al., 2010). Ook bij obesen beïnvloedt fysieke training

de mitochondriën en de oxidatieve capaciteit in positieve zin, de mitochondriën in de subsar-

colemmale regio worden net zoals bij slanke personen het sterkst beïnvloed (Nielsen et al.,

2010).

Bruce et al. (2006) onderzochten de effecten van duurtraining bij obesen (BMI 36,0kg/m²

+-2,0). Na acht weken training werd er een stijging van de citraatsynthase- en de CPT-I-

activiteit gevonden en een toename van de vetzuuroxidatie (door middel van methode met

gelabelde vetzuren). Een korte trainingsperiode van tien dagen gericht op uithouding zorgde

reeds voor een toename in het mRNA van CPT-I, PDK-4 en PGC-1α, genen die betrokken

zijn in de vetzuuroxidatie, en een stijging in de palmitaatoxidatie bij obesen (BMI 38,9kg/m²

+-1,2; Berggren et al., 2008).

Kalaney et al. (2001) vonden echter geen verbetering in de oxidatie van vetzuren noch tijdens

rust noch tijdens inspanning bij obesen (BMI 34,2kg/m²) na 16 weken duurtraining. De oxida-

tie van koolhydraten nam wel significant toe. Als methode werd indirecte calorimetrie ge-

bruikt.

Welke vorm van fysieke training het meeste aangewezen is bij (morbiede) obesen ter verbete-

ring van de oxidatieve capaciteit is momenteel niet eenvoudig aan te tonen. Er bestaan immers

nauwelijks of geen onderzoeken die het effect nagaan van andere vormen van training dan

duurtraining op de oxidatieve capaciteit en de mitochondriën. De lange-termijneffecten van

fysieke training met een lage intensiteit zijn minimaal volgens onderzoek van Van Akkel-

Leijssen et al. (2002). Obesen (BMI 32,0kg/m²) volgden gedurende 12 weken een interventie

van een dieet in combinatie met fysieke training aan lage intensiteit. Na de interventie bleef

een deel van de groep deze fysieke trainingen nog 40 weken volgen. De relatieve vetoxidatie

veranderde niet significant in beide groepen.

In de meeste onderzoeken bekijkt men de effecten van fysieke activiteit in combinatie met een

vorm van gewichtsverlies bij obesen.

5.2.5 INVLOED VAN DE COMBINATIE FYSIEKE TRAINING MET GEWICHTSVERLIES OP DE

OXIDATIEVE CAPACITEIT EN DE MITOCHONDRIËN VAN OBESEN

De combinatie van fysieke training met gewichtsverlies zorgt voor tal van positieve effecten

bij obesen. De activiteit van mitochondriale enzymen verbetert, de grootte en het aantal van

Literatuurstudie

30

de mitochondriën neemt over het algemeen toe en bovendien verhoogt de hoeveelheid cardio-

lipine, een bestanddeel van het binnenste mitochondriale membraan. Het onderzoek beperkt

zich echter tot personen met matige obesitas (BMI 30-35kg/m²).

In het onderzoek van Toledo et al. (2006) werd aangetoond dat de plasticiteit van mitochon-

driën bij obesen behouden blijft. In deze studie werden obesen (pre-interventie: BMI

33,6kg/m² +-3,3 en post-interventie: BMI 30,6kg/m² +-4,4) aan een interventie onderworpen

bestaande uit een dieet gecombineerd met aerobe trainingssessies gedurende 16 weken. Het

volume van de mitochondriën en de cross-sectionele doorsneden ervan werden bepaald door

middel van transmissie-elektronenmicroscopie, toegepast op een biopt van de m. vastus la-

teralis. De voornaamste resultaten waren een significante toename van het volume mitochon-

driën (uitgedrukt in percentage van de hele skeletspiervezel). Deze toename bedroeg gemid-

deld 42,5%. Ook een stijging van de gemiddelde cross-sectionele oppervlakte van de mi-

tochondriën met gemiddeld 19% werd gerapporteerd. In een ander onderzoek toonden Toledo

et al. nogmaals de toename van het volume van mitochondriën aan (gemiddeld +49%) na een

combinatie van fysieke training en dieet, opnieuw via elektronenmicroscopie (BMI 34,8kg/m²

+-1,1; Toledo et al., 2008). Bovendien bleef de grootte van de mitochondriën gelijk, terwijl

deze met 17% daalde bij de groep obesen die enkel een dieetinterventie volgden (zie grafiek

8).

Grafiek 8: Grootte van mitochondriën voor (wit) en na (zwart) interventie bij twee groepen

obesen (naar Toledo et al., 2008)

He et al. (2004) stelden een toename van de grootte van mitochondriën vast bij obesen (BMI:

33,2kg² +-0,8) die een gelijkaardige interventie bestaande uit fysieke training en een dieet

volgden (van 1,18 +-0,09µm² naar 1,37 +-0,08 µm²). Hier werd echter confocale scanning

laser microscopie gebruikt in plaats van elektronenmicroscopie.

Literatuurstudie

31

De hoeveelheid mitochondriaal DNA steeg in gelijke mate als het aantal mitochondriën in het

onderzoek van Toledo et al. (2006). In tegenstelling tot deze bevindingen, bleek de hoeveel-

heid mitochondriaal DNA niet toegenomen te zijn in onderzoek van Toledo et al. (2008). Ook

Menshikova et al. (2007) rapporteerden een onveranderde hoeveelheid mitochondriaal DNA

na een gelijkaardige interventie. De obese proefpersonen (pre-interventie: BMI 34,1kg/m²

+-1,4 en post-interventie: BMI 31,1kg/m² +-1,4) kregen een dieet (gewichtsverlies van 10kg)

voorgeschreven in combinatie met matige fysieke training gedurende vier maanden. Er werd

geen significant verschil gevonden in mitochondriaal DNA voor en na de interventie.

Na de interventie bestaande uit een dieet en fysieke training nam de hoeveelheid cardiolipine

significant toe, dit is een belangrijk bestanddeel van het binnenste mitochondriale membraan

(Menshikova et al., 2007; Toledo et al., 2008). Ook de oxidatieve enzymen waren verhoogd:

NADH-oxidase, ubiquinol oxidase, citraatsynthase (Menshikova et al., 2007), succinaat de-

hydrogenase (Menshikova et al., 2007; He et al., 2004).

Berggren et al. (2008) hun onderzoeksopzet verschilde van de bovenstaande opzet wat betreft

de wijze van gewichtsverlies en de spreiding van de fysieke training in de tijd. Obesen (BMI

vóór gastric bypass: 51,0kg/m² +-3,5) volgden een jaar na een gastric bypass operatie gedu-

rende 10 opeenvolgende dagen trainingssessies gericht op uithouding (min 70% VO2max, één

uur per dag). De oxidatie van palmitaat (gemeten via gelabelde palmitaat) steeg met factor

2,6. Dit is meer dan de groep van morbiede obesen die alleen tien dagen training volgden.

mRNA van de genen PDK4, CPT I en PGC-1α, allen betrokken in de vetzuuroxidatie, steeg

eveneens (Berggren et al., 2008).

Ondanks de identieke methoden die gehanteerd werden, waren de bevindingen over mi-

tochondriaal DNA tegenstrijdig. De hoeveelheid mitochondriaal DNA stijgt dus niet of te

weinig in verhouding tot de verbeteringen qua functie (toename vetzuuroxidatie, toename

oxidatieve enzymen).

5.2.6 RELEVANTIE VOOR ONS ONDERZOEK

De gebruikte methode voor het meten van de dichtheid van mitochondriën in de skeletspier

kan de resultaten beïnvloeden. De absolute meerderheid van de onderzoeken gebruikt enkel

histochemische technieken. Enkele onderzoeken pasten echter ook elektronenmicroscopie toe

(Toledo et al., 2006; Toledo et al., 2008, Kelley et al., 2002).

De voorkeur gaat uit naar elektronenmicroscopie omwille van de nauwkeurigheid van deze

techniek en de mogelijkheid om de spierarchitectuur te bestuderen. Tot nu toe werd er voor

zover wij weten geen onderzoek gedaan naar het effect van een combineerd trainingspro-

Literatuurstudie

32

gramma (uithoudings- en krachttraining) op de oxidatieve capaciteit bij morbiede obesen na

een gastric bypass.

5.3 LIPIDENCONCENTRATIE IN SPIERVEZELS

5.3.1 VERHOOGDE INTRAMYOCELLULAIRE LIPIDENCONCENTRATIES EN INSULINERESIS-

TENTIE BIJ OBESEN

5.3.1.1 INTRAMYOCELLULAIRE LIPIDENCONCENTRATIES ZIJN VERHOOGD BIJ

OBESEN

Net zoals de hoeveelheid subcutane vetten, viscerale vetten (de vetten rond de organen) en

intermusculaire vetten (vetten tussen de spiergroepen) opvallend hoger is bij individuen met

obesitas (Goodpaster et al., 1999, Goodpaster et al., 2000), hebben zij ook in hun spieren ho-

gere lipidenconcentraties. Lipiden in de spier omvatten de lipiden tussen de spiervezels en de

lipiden in de spiervezels zelf (intracellulair). De lipiden in de spiervezels zelf zijn intramyo-

cellulaire lipiden (IMCL). Binnenin de IMCL maakt men net zoals bij de mitochondriën on-

derscheid tussen de intermyofibrillaire (tussen de myofibrillen) en de subsarcolemmale lipi-

den (gelegen in de zone nabij het sarcolemma). De hoeveelheid IMCL is spiervezeltype-

afhankelijk: zowel bij gezonde individuen als bij obesen bevatten de trage oxidatieve spierve-

zels meer IMCL dan de snelle oxidatief-glycoloytische en de snelle glycolytische spiervezels.

De snelle oxidatief-glycolytische bevatten op hun beurt significant meer IMCL dan de snelle

glycolytische spiervezels (He et al., 2001).

De hoeveelheid IMCL is verhoogd bij obesen (Goodpaster et al., 2000b; Malenfant et al.,

2001; Greco et al., 2002; He et al., 2001). Obesen hebben een hoger aantal vetdruppels (Ma-

lenfant et al., 2001; Goodpaster et al., 2000b) in de spier dan slanke individuen, de vetdrup-

pels zijn daarenboven meer centraal gelegen in de spiervezel (Malenfant et al., 2001b). De

grootte van de vetdruppels (histochemisch bepaald) verschilt echter niet significant van de

slanke controlegroep (Malenfant et al., 2001b; Goodpaster et al., 2000b). Gezonde jonge

vrouwen hebben een gemiddelde intramyocellulaire vetdruppelgrootte van 0,208µm² +-0,019

en gemiddeld 0,197µm² +-0,023 in de subsarcolemmale regio (leeftijd 22jaar +-1, BMI

23kg/m² +-1; Crane et al., 2009).

De gangbare methode om IMCL te meten is via histochemische kleuring (Oil Red O) (Malen-

fant et al., 2001; Goodpaster et al., 2001; Toledo et al., 2008; He et al., 2004). Alternatieve

Literatuurstudie

33

methoden zijn magnetische resonantie spectroscopie (MRS; Thamer et al., 2003; Lara-Castro

et al., 2008; Krssak et al., 1999) en high-performance liquid chromatographic method (HPLC;

Mingrone et al., 2005b).

Er werd een vergelijkende studie uitgevoerd die de effectiviteit testte van drie methoden: bio-

chemische bepaling, NMR (nucleaire magnetische resonantie-spectroscopie) en Oil Red O-

kleuring om IMCL-verbruik tijdens inspanning te meten (De Bock et al. 2007). De Oil Red O-

kleuring bleek de meest aangewezen methode omdat deze spiervezelspecifiek is en hanteer-

baar bij individuen met veel extra-myocellulaire vetten. Het onderzoek toonde aan dat afhan-

kelijk van de gebruikte methode men verschillende resultaten kan bekomen. Enige voorzich-

tigheid bij het trekken van conclusies is dus aangeraden.

Malenfant et al. (2001) en He et al. (2001) toonden aan dat obesen (BMI 33,7kg/m² +-2,7 res-

pectievelijk 33,2kg/m² +-0,8) meer lipiden hebben in alle drie de soorten spiervezeltypes in

vergelijking met de slanke controlegroep. Deze gegevens werden bevestigd door niet-

spiervezelspecifiek onderzoek van Goodpaster et al. (2000b): daar stelde men ook een signifi-

cant grotere lipidenoppervlakte ten opzichte van de totale spiervezeloppervlakte vast bij obe-

sen. De obese skeletspier werd gekenmerkt door vetdruppels die meer centraal gelegen waren

in de spiervezels (bij trage oxidatieve spiervezels en bij snelle glycolytische spiervezels) dan

in het spierweefsel van de controlegroep. Deze vetdruppels bleken echter gelijkaardig te zijn

qua grootte in alle drie de spiervezeltypes en niet te verschillen van de slanke controlegroep

(Malenfant et al., 2001b).

5.3.1.2 INSULINERESISTENTIE EN IMCL

De hoeveelheid intramyocellulaire lipiden is sterk gerelateerd aan de mate van insulineresis-

tentie bij sedentaire personen (zie grafiek 9; Jacob et al., 1999; Krssak et al., 1999; Lara-

Castro et al., 2008; Pan et al., 1997).

Grafiek 9: Correlatie tussen IMCL en insulinesensitiviteit (in glucose metabolic clearance

rate) in m. soleus (A) en m. tibialis anterior (B), naar Jacob et al., 1999

Literatuurstudie

34

De relatie is zelfs sterker dan de relatie tussen insulineresistentie en BMI of tussen insulinere-

sistentie en totale vetmassa (Wells et al., 2008).

Insulineresistentie is de abnormale lage gevoeligheid van skeletspierweefsel voor insuline

(Fox, 2008). Bij insulineresistentie is de mogelijkheid van de spier om substraten als brand-

stof te selecteren en de transitie tussen de oxidatie van koolhydraten en vetzuuroxidatie aange-

tast (Wells et al., 2008). Insulinesensitiviteit wordt doorgaans gemeten via de hyperinsuline-

euglycemische clamp-methode. Andere meetmehoden zijn de (HOMA) Homeostasis Model

Assessment, hyperglycemische clamp methode en orale glucose-tolerantietest.

Naast IMCL zijn er nog andere factoren gerelateerd met insulinesensitiviteit: regionale vet-

verdeling (Goodpaster et al., 1999), capillaire densiteit en spiervezeltype (Lillioja et al., 1987:

insulinesensitiviteit correleert positief met de hoeveelheid trage oxidatieve spiervezels en ne-

gatief met de hoeveelheid snelle glycolytische spiervezels in m. vastus lateralis), oxidatieve

capaciteit (Menshikova et al., 2004: positieve correlatie) en de verhouding tussen glycolyti-

sche enzymen en oxidatieve enzymen. In onderzoek van Simoneau J.A. en Kelley D.E. (1997)

werd een significante negatieve correlatie vastgesteld tussen insulinesensitiviteit en de ratio

glycolytische/oxidatieve enzymen. Men onderzocht zowel slanke, obese (BMI 31,2kg/m²

+- 1,2), als individuen met diabetes type 2 (Simoneau, J.A. en Kelley, D.E., 1997).

Atletenparadox: nuancering van relatie verhoogde IMCL en insulineresistentie

Hoewel eerder vermeld werd dat er een sterke positieve correlatie bestaat tussen IMCL en

insulineresistentie, is het belangrijk om dit te nuanceren. Hoge IMCL-waarden zijn immers

niet alleen kenmerkend voor obesen, maar ook voor getrainde duuratleten (zie grafiek 10).

Vandaar dat men spreekt over de “atletenparadox”: Duuratleten hebben opvallend hoge

IMCL-waarden, maar zijn tegelijk heel erg gevoelig voor insuline en dus helemaal niet insuli-

neresistent.

Deze paradox kan verklaard worden door trainingseffecten: duurtraining verhoogt de insuli-

negevoeligheid en verhoogt het relatieve aandeel van vetten als substraat voor een gelijke

inspanningsintensiteit (Van Loon L.J., Goodpaster B.H., 2006).

De verhoogde IMCL-waarden bij obesen daarentegen zijn het gevolg van een verstoord

evenwicht tussen circulerende vrije vetzuren, de opslag van vetten en de oxidatie van vetzuren

(Van Loon L.J., Goodpaster B.H., 2006). Bij duuratleten zijn de intramusculaire vetten dus

functioneel, bij obesitaspatiënten daarentegen hebben zij geen nut. Het is dus van belang om

Literatuurstudie

35

de factor trainingsstatus of aerobe fitheid in rekening te brengen vooraleer men een oorzake-

lijk verband kan trekken tussen verhoogde IMCL-waarden en insulineresistentie.

Grafiek 10: IMCL-waarden bij individuen met obesitas, atleten en controlegroepa (naar

Goodpaster et al., 2001) a: *: significant verschil zowel t.o.v. obesen als t.o.v. controle (p<0,05)

**: significant verschil t.o.v. controle (p<0,05)

Type II DM: obese patiënten met diabetes type II

Onderzoek van Goodpaster et al. (2001) toetste de atletenparadox door metingen bij slanke,

obese en aeroob getrainde individuen. Obesen scoorden significant lager op insulinesensitivi-

teit en op oxidatieve capaciteit (op basis van meting succinaat dehydrogenase-activiteit) dan

de slanke en de getrainde personen. IMCL was significant hoger bij de getrainde groep in

vergelijking met de slanke groep maar niet ten opzichte van de obese groep.

De correlatie tussen insulineresistentie en IMCL was alleen waarneembaar als de getrainde

atleten uit de berekening gehaald werden, wanneer ze wel in rekening gebracht werden was er

geen sprake van een significante correlatie (Goodpaster et al., 2001). Ook Thamer et al.

(2003) rapporteerden dat aerobe fitheid (VO2max) een parameter is die in rekening gebracht

moet worden wanneer men de correlatie tussen IMCL en insulinesensitiviteit meet. Men rap-

porteerde een interactie-effect tussen VO2max en IMCL voor het effect op de insulinesensiti-

viteit (Thamer et al., 2003).

Er zijn aanwijzingen dat het verschil tussen duuratleten en obesen in de locatie van de IMCL

zit: obesen hebben zowel subsarcolemmaal als intermyofibrillair een hoge lipidendensiteit,

duuratleten daarentegen hebben alleen intermyofibrillair een verhoogde densiteit (Nielsen et

Literatuurstudie

36

al., 2010). Hierover bestaat echter nog geen consensus: Van Loon et al. (2004) toonden na

histochemisch onderzoek geen verschil aan tussen mannen met overgewicht (BMI: 28,8kgm²

+-2,9) en duuratleten qua verdeling van de vetten in subsarcolemmale en intermyofibrillaire

regio. Nielsen et al. (2010) toonden aan dat de densiteit van lipiden in de intermyofibrillaire

regio niet verschilde tussen type 2-diabetici, obesen en duuratleten.

5.3.2 INVLOED VAN GEWICHTSVERLIES OP INTRAMYOCELLULAIRE LIPIDENCONCENTRA-

TIES BIJ OBESEN

Gewichtsverlies leidt tot een daling van intramyocellulaire lipiden en tot een verbeterde insu-

linesensitiviteit bij obese individuen. De mate van gewichtsverlies speelt echter een belangrij-

ke rol: een dieetinterventie zorgt slechts voor een geringe verbetering terwijl een operatie met

extreem gewichtsverlies als gevolg, voor spectaculaire verbeteringen zorgt.

Greco et al. (2002) en Mingrone et al. (2005b) onderzochten de effecten van gewichtsverlies

door middel van biliopancreatische diversie bij morbiede obesen (BMI 51,2kg/m² +8,0;

respectievelijk: BMI 49,6kg/m² +-2,4) en Houmard et al. (2002) en Gray et al. (2003) bekeken

het effect van bariatrische chirurgie bij morbied obese individuen (BMI 48,6kg/m² +-1,2;

respectievelijk: BMI 52,2kg/m² +-2,5). Alle vier de onderzoeken rapporteerden na het extre-

me gewichtsverlies (gemiddeld gewichtsverlies van 33kg +-10 bij Greco et al. (2002) tot ge-

middeld -69 kg bij Gray et al. (2003)) een sterke daling van de IMCL. Er dient wel opgemerkt

te worden dat Greco et al. (2003) na zes maanden meetten, en Gray et al. (2003) pas na 12

maanden.

Bij interventies die leiden tot minder extreem gewichtsverlies (vb. hypocalorisch dieet) vindt

men geen eenduidig effect op de hoeveelheid IMCL. Greco et al. (2002) en Malenfant et al.

(2001) rapporteerden geen significante daling in de IMCL. Toledo et al. (2008) stelden een

matige doch significante daling vast en Lara-Castro et al. (2008) rapporteerden een aanzien-

lijke daling (-56%) na een korte termijn-dieet. De insulinesensitiviteit verbeterde altijd na

extreem gewichtsverlies en doorgaans ook bij matig gewichtsverlies. Na extreem gewichts-

verlies werd er een spectaculaire verbetering gerapporteerd (Greco et al., 2002; Mingrone et

al., 2005b; Gray et al., 2003; Houmard et al., 2002). Na matig gewichtsverlies vond men een

matige of zeer geringe stijging (Goodpaster et al., 2000; Toledo et al., 2008; Lara-Castro et

al., 2008) of geen verandering (Malenfant et al., 2001).

Literatuurstudie

37

5.3.3 INVLOED VAN FYSIEKE TRAINING OP INTRAMYOCELLULAIRE LIPIDENCONCENTRA-

TIES BIJ OBESEN

Verschillende onderzoeken tonen aan dat duurtraining tot een toename van de hoeveelheid

IMCL in de skeletspier leidt (Fox, 2008; Hoppeler, H. en Flück, M., 2002; Tarnopolsky et al.,

2007). Door middel van elektronenmicroscopie stelden Tarnopolsky et al. (2007) na zeven

weken duurtraining bij gezonde mannen en vrouwen een stijging van het aantal intramyocel-

lulaire vetdruppels vast. Het percentage lipidendruppels grenzend aan mitochondriën bleek

eveneens toegenomen te zijn. De gemiddelde grootte van de vetdruppels daarentegen bleef

onveranderd.

Wanneer obese individuen een trainingsprogramma volgen omvat dit doorgaans ook duurtrai-

ning. De skeletspieren van obesen worden reeds gekenmerkt door verhoogde IMCL-waarden.

Slechts weinig onderzoeken rapporteren het geïsoleerde effect van fysieke training bij obese

individuen op de IMCL-concentraties. Bruce et al. (2006) stelden vast dat de hoeveelheid

IMCL niet significant veranderde na acht weken matig intensieve duurtraining bij obesen

(BMI 36kg/m² +-2). De insulinesensitiviteit nam wel significant toe (zie grafiek 11). Ze werd

gemeten door middel van de orale glucose-tolerantietest. Nielsen et al. (2010) onderzochten

of een trainingsprogramma (tien weken duurtraining) een invloed had op de intermyocellulai-

re vetdruppels bij obesen (BMI:33,2kg/m² +-0,7). De lipidendensiteit bleef zowel in de in-

termyofibrillaire regio als in de subsarcolemmale regio onveranderd.

Grafiek 11: Insulinesensitiviteit

a bij obesen voor en na fysieke trainingsinterventie (Bruce et

al., 2006) a: Insulinesensitiviteit werd gemeten aan de hand van de Insulin Sensitivity Index (ISI) van

Matsuda en Defronzo (Matsuda M., Defronzo, R.A., 1999)

Literatuurstudie

38

5.3.4 INVLOED VAN DE COMBINATIE FYSIEKE TRAINING MET GEWICHTSVERLIES OP DE

INTRAMYOCELLULAIRE LIPIDENCONCENTRATIES BIJ OBESEN

Interventies die fysieke training met gewichtsverlies combineren staan bekend om hun gunsti-

ge effecten op de mate van obesitas (BMI) en de comorbiditeiten die ermee gepaard gaan

(Fox, 2008).

Toledo et al. (2008), He et al. (2004), en Malenfant et al. (2001) onderzochten de effecten van

matige fysieke training in combinatie met een hypocalorisch dieet op de hoeveelheid IMCL

bij obesen (BMI 34,8kg/m² +-1,1; respectievelijk 33,3kg/m² +-0,9; respectievelijk 34kg/m²

+-1). Uit alle drie deze onderzoeken bleek dat de hoeveelheid IMCL niet significant beïnvloed

werd door de interventie.

He et al. (2004) en Toledo et al. (2008) rapporteerden wel een verbetering van de insulinesen-

sitiviteit (+46%, respectievelijk +38%). He et al. (2004) vonden een stijging van 46% en

toonden hierdoor aan dat de verbetering in insulineresistentie dus niet gerelateerd was aan een

daling in IMCL. Toledo et al. (2008) daarentegen merkten op dat de gevonden stijging niet

significant groter was dan de stijging bij de groep die alleen een dieet volgde (+29%). De fy-

sieke training zorgde hier dus niet voor een extra verbetering van de insulinesensitiviteit. Ma-

lenfant et al. (2001) toonden geen significante verbetering van de insulinesensitiviteit aan.

6. ONDERZOEKSVRAGEN

Gezien de steeds toenemende omvang van het gezondheidsprobleem is er nood aan een effec-

tieve behandeling voor alle gradaties van obesitas. Gastric bypass is tot nu toe de meest effec-

tieve behandeling voor patiënten met morbiede obesitas. Nochtans kan deze niet verhinderen

dat de fysieke fitheid laag blijft en het rustmetabolisme van de patiënt daalt.

In dit onderzoek wordt nagegaan of de daling in spierkwaliteit en rustmetabolisme kan wor-

den tegengegaan door fysieke activiteit aan de behandeling van gastric bypass toe te voegen.

ANTROPOMETRIE

Gezien het grote gewichtsverlies na de gastric bypass, wordt er ook een sterke daling in absolute vet-

vrije massa verwacht. Het trainingsprogramma zal vermoedelijk de daling in vetvrije massa tegengaan

of zelfs een stijging teweeg brengen.

Literatuurstudie

39

RUSTMETABOLISME

Er wordt verwacht dat het rustmetabolisme (absoluut zuurstofverbruik) zal dalen van preoperatief naar

postoperatief. Het trainingprogramma zal vermoedelijk de daling in rustmetabolisme tegengaan of

zelfs doen stijgen.

SUBMAXIMALE INSPANNINGSTEST

De mechanische efficiëntie zal stijgen van preoperatief naar postoperatief. Er wordt verwacht dat deze

stijging zich duidelijker zal manifesteren indien er een bijkomend trainingsprogramma gevolgd wordt.

MAXIMALE INSPANNINGSTEST

Bij het uitvoeren van de maximale inspanningstest zal zowel de absolute als de relatieve VO2piek ver-

moedelijk gestegen zijn na gewichtsverlies in combinatie met fysieke training. Enkel gewichtsverlies

zal geen invloed hebben op het absolute zuurstofverbruik tijdens maximale inspanning. Er wordt ver-

wacht dat de anaerobe drempel later bereikt zal worden na de operatie; het trainingsprogramma zal

waarschijnlijk resulteren in een grotere vooruitgang.

DENSITEIT VAN MITOCHONDRIËN EN LIPIDEN IN DE SPIERVEZELS

Er wordt verwacht dat de intermyofibrillaire regio anders zal reageren dan de subsarcolemmale regio.

Na gewichtsverlies zal de densiteit van de vetdruppels dalen, de densiteit van de mitochondriën daar-

entegen zal vermoedelijk onveranderd blijven. Een bijkomend trainingsprogramma zal de densiteit van

de mitochondriën vermoedelijk doen stijgen.

Methode

40

DEEL II: METHODE

1. POPULATIE

In dit onderzoek werden naast de gegevens van de patiënten uit deze studie eveneens gege-

vens gebruikt van een voorgaande studie. In het totaal waren er 25 proefpersonen, waarvan er

zeven vroegtijdig de studie verlieten om verscheidene redenen. Alle patiënten ondergingen

een gastric bypass na advies van een diëtist, een chirurg en een psycholoog, zij hadden allen

een BMI tussen 40 en 50kg/m2. De vrouwen in beide studies waren pre-menopausaal. Verder

leed geen enkele patiënt aan diabetes, maar de meesten waren echter wel insulineresistent. In

beide studies kregen de patiënten de keuze om zich aan te sluiten bij de controlegroep of bij

de interventiegroep.

De controlegroep werd enkel onderworpen aan een reeks metingen. De interventiegroep kreeg

bijkomend een trainingsprogramma met individuele begeleiding.

In de voorgaande studie namen 11 patiënten deel: zeven in de interventiegroep (zes vrouwen,

één man) en vier in de controlegroep (twee vrouwen, twee mannen). De antropometrische

kenmerken en het rustmetabolisme werden gemeten. Een submaximale en een maximale in-

spanningstest werden afgenomen. Deze metingen werden zowel net voor de operatie als vier

maanden na de operatie uitgevoerd (zie figuur 1).

In de huidige studie namen zeven patiënten deel: zes in de interventiegroep en één in de con-

trolegroep. Dit waren allen vrouwen. Bij vier van de zeven patiënten werd naast de meting

van de antropometrische kenmerken, het rustmetabolisme, de submaximale en maximale in-

spanningstest ook een spierbiopt afgenomen. Deze metingen werden, net zoals het voorgaand

onderzoek, voor de operatie en vier maanden na de operatie uitgevoerd. Er vond nog een bij-

komende meting plaats één maand na de operatie (zie figuur 5).

Figuur 5: Meetmomenten

2. INTERVENTIE

De interventie bestond uit drastisch gewichtsverlies en een trainingprogramma. Het gewichts-

verlies werd bekomen door bariatrische chirurgie (roux-en-Y gastric bypass). Alle proefper-

Methode

41

sonen ondergingen een gastric bypass. Alleen de interventiegroep kreeg een bijkomend trai-

ningsprogramma.

De trainingsinterventie startte één maand na de operatie met een totale duur van drie maanden

en een frequentie van drie sessies van 70 minuten per week. De trainingssessies verliepen

steeds volgens hetzelfde stramien, maar de intensiteit werd wel progressief opgebouwd. Elke

trainingssessie bestond uit een cardiovasculaire opwarming, krachttraining, uithoudingstrai-

ning en een cooling down. De krachttraining omvatte spierversterkende oefeningen voor de

voornaamste spiergroepen: de onderste ledematen (quadriceps, hamstrings, adductoren, ab-

ductoren (legpress)), de bovenste ledematen (biceps, triceps, schoudergordel (chestpress en

vertical traction)) en de rompspieren (buikspieren, rugspieren, borstspieren). Voor deze laatste

werden core stability-oefeningen gekozen die de rompstabiliteit verbeteren. De intensiteit en

frequentie van de oefeningen werd opgedreven van twee sets van 15 herhalingen aan 60% van

1RM (repetition maximum) naar drie sets van tien herhalingen aan 75% van 1RM. De uithou-

dingstraining bestond uit fietsen, steppen en oefenen op de crosstrainer. Deze werden opge-

dreven van 60% van het harstlagreserve (HSR: HFmax - HFrust) naar 75% van de HSR.

3. METINGEN

3.1 ANTROPOMETRIE

Bij elke patiënt werd de lichaamslengte gemeten en het lichaamsgewicht bepaald. De buikom-

trek werd gemeten ter hoogte van de navel, de heupomtrek ter hoogte van de femurkop. Voor

het meten van de lichaamssamenstelling werd de Bodystat 1500MDD gebruikt. Op basis van

bio-elektrische impedantie maakte men een onderscheid tussen vetmassa en vetvrije massa,

ook de hoeveelheid lichaamswater werd op deze manier bepaald.

3.2 BASAAL RUSTMETABOLISME

Het rustmetabolisme werd bepaald op basis van het zuurstofverbruik (ml O2/min) met behulp

van de Cortex – Meta-analyser II. Op het moment van de metingen waren de patiënten nuch-

ter en in ontspannen toestand. Na calibratie werd de hartslagmeter (Polar) omgedaan en het

masker op het aangezicht geplaatst. De patiënten lagen gedurende 20 minuten in ruglig. Elke

vijf minuten werd de hartslag genoteerd. De RER (respiratory exchange ratio: VCO2/VO2), de

hartfrequentie (HF) en zuurstofopname (VO2) werden tussen de 15e en de 20

ste minuut be-

paald. Op basis van de VO2 en RER kan de hoeveelheid kcal/dag, die verbruikt worden in

rust, berekend worden.

Methode

42

3.3 SUBMAXIMALE INSPANNINGSTEST

De submaximale inspanningstest werd uitgevoerd op een fietsergometer waarbij door middel

van de Jaeger Oxycon Pro (breath-by-breath analyse) de zuurstofopname (VO2), de hoeveel-

heid uitgeademde koolstofdioxide (VCO2) en de ventilatie (VE) werden gemeten. De RER

(VCO2/VO2) werd op basis hiervan afgeleid. De RER is een maat voor substraatverbruik in

een steady state-conditie. Aan deze voorwaarde werd voldaan. De HF werd gemeten door

middel van een hartslagmeter (polar). De test bestond uit verschillende fasen: drie minuten

rust, vier minuten fietsen zonder weerstand, vier minuten fietsen aan 25Watt, vier minuten

fietsen aan 50Watt en ten slotte twee minuten actieve recuperatie. Na elke fase werd de sub-

jectieve mate van uitputting bevraagd. Dit gebeurde aan de hand van de 10-delige omni-

borgschaal (RPE: Rating of Perceived Exertion), zowel voor de ademhaling als voor de be-

nen. Na twee minuten actieve recuperatie werd het lactaatgehalte gemeten door middel van

een vingerprik.

Ten slotte werd de mechanische efficiëntie bepaald aan de hand van de netefficiëntie ((belas-

ting1 (50Watt) – belasting2 (0Watt)) / (VO2 belasting1(50Watt) – VO2 belasting2(0Watt))).

3.4 MAXIMALE INSPANNINGSTEST

De maximale inspanningstest werd eveneens uitgevoerd op een fietsergometer. De test ge-

beurde onder het toezien van de arts Lander Vanhee. De Jaeger Oxycon Pro (breath-by-breath

analyse) mat opnieuw de VO2, de VCO2, de VE en de RER (VCO2/VO2). De VE werd ge-

bruikt om de anaerobe drempel (VE/VO2) te bepalen.

Verder werd de HF gemeten met een hartslagmeter (Polar). De maximale test bestond weder-

om uit verschillende fasen: twee minuten rust, één minuut fietsen zonder weerstand, een test

tot uitputting met beginweerstand 30Watt waarbij de weerstand elke minuut verhoogd werd

met 10Watt en ten slotte twee minuten actieve recuperatie. De patiënten gaven na elke verho-

ging van de weerstand de subjectieve mate van uitputting aan. Hiervoor werd de omni-

borgschaal gebruikt voor de ademhaling en voor de benen. Na de recuperatiefase volgde op-

nieuw een lactaatmeting.

3.5 SPIERBIOPSIE EN ELEKTRONENMICROSCOPIE

Bij elke patiënt werd een spierbiopt genomen van de linker m. vastus lateralis. Na lokale anes-

thesie (2-3ml 1%-lidocaine) werd er door middel van de semiautomatische naaldtechniek

(14G) een spierbiopt van maximum 10mg genomen. De spierbiopten van één maand na de

Methode

43

operatie en vier maanden na de operatie werden voorafgegaan door een driedaags voedings-

pakket, aangezien de lipidenconcentratie in de spiervezels beïnvloed wordt door de voeding.

Om gedetailleerde beelden van de spiervezelstructuur te verkrijgen werden coupes van deze

spierbiopten onder de elektronenmicroscoop bestudeerd. Bij een transmissie-

elektronenmicroscoop (TEM) worden de elektronen door een coupe van het spierbiopt heen

geschoten en op een fluorescerende plaat geprojecteerd. Naargelang de elektronen worden

tegengehouden of doorgelaten krijgt men een beeld. In vergelijking met een lichtmicroscoop

heeft een elektronenmicroscoop een veel hogere resolutie met meer gedetailleerde beelden als

gevolg.

Opdat het spierbiopt kan bestudeerd worden onder de TEM moeten er coupes uit het spierbi-

opt gemaakt worden. Dit proces omvatte vijf stappen.

Stap 1: Het spierbiopt werd onmiddellijk, gedurende zeven dagen, gefixeerd in paraformalde-

hyde – een glutaaraldehyde fixatief (PG- fixatief).

Stap 2: Het spierbiopt werd in kleine stukjes gesneden. Elk stukje komt in een aparte epon

gellule. Hiervoor werd elk stukje gespoeld in Na-cacodylaat spoelwater, gefixeerd in osmium

tetroxide (OsO4) en gedehydrateerd met alcohol. Daarna werden de stukjes afgezogen in een

oxicator, ingebed in epon gellules (zie figuur 6), afgezogen in een oxidator en tenslotte gepo-

lymeriseerd aan 60°.

Stap 3: Van de epon gellules werden met een glazen mes (zie figuur 7) 1µm-coupes gesneden.

Deze coupes werden op een voorwerpglaasje gelegd, vervolgens gekleurd met Toluïdine-

blauw, gedehydrateerd en bedekt met een dekglaasje.

Stap 4: De 1µm-coupes werden bekeken onder de microscoop om de te onderzoeken zone te

bepalen. Van de uitgetekende zone werden vervolgens 60nm-coupes gesneden met een dia-

manten mes (45°, ultraton toestel: Reichert Supernova; zie figuur 8). Deze 60nm-coupes wer-

den op grids opgevangen, waarop ze gecontrasteerd werden met uranilacetaat en loodnitraat.

Stap 5: Deze coupes in de grids kunnen uiteindelijk bestudeerd worden onder de elektronen-

microscoop (zie figuur 9).

Figuur 6: Epon gellule (UZ Gent) Figuur 7: Glazen mes (UZ

Gent)

Methode

44

Figuur 8: Ultraton toestel: Reichert

Supernova (UZ Gent)

Figuur 9: Elektronenmicroscoop (UZ

Gent)

Per patiënt werden er 75 beelden geselecteerd, 25 beelden per meting (preoperatief, één

maand postoperatief en vier maanden postoperatief). Van de intermyofibrilaire regio werden

tien beelden uitgezocht op vergroting 3000, tien op vergroting 12000. Ten slotte werden er

nog vijf beelden geselecteerd van de subsarcolemmale regio op vergroting 12000. De vet-

druppels in de intermyofibrillaire regio werden bekeken op vergroting 3000, deze in de sub-

sarcolemmale regio zowel op vergroting 3000 als op vergroting 12000 (zie figuur 10). De

mitochondriën in de intermyofirbrillaire en subsarcolemmale regio werden bestudeerd op ver-

groting 12000 (zie figuur 11). De analyses van de beelden gebeurden met behulp van een

beeldverwerkingsprogramma (Image J). De grootte, het aantal en de densiteit van de vetdrup-

pels en mitochondriën werden telkens bepaald.

A. B.

Figuur 10: Lipiden in intermyofibrillaire en subsarcolemmale regio

A. Lipiden in intermyofibrillaire regio (vergroting 3000)

B. Lipiden in subsarcolemmale regio (vergroting 12000)

Methode

45

A. B.

Figuur 11: Mitochondriën in intermyofibrillaire en subsarcolemmale regio

A. Mitochondriën in intermyofibrillaire regio (vergroting 12000)

B. Mitochondriën in subsarcolemmale regio (vergroting 12000)

4. STATISTISCHE ANALYSE

Voor alle metingen werd er een „repeated measures-test‟ uitgevoerd. Indien mogelijk werd het

effect van tijd over de drie meetmomenten nagegaan. Verder werd het interactie-effect van

tijd en groep bekeken.

Bij de analyse van de resultaten van de spierbiopten waren er enkel gegevens van de interven-

tiegroep beschikbaar. Bijgevolg werd er niet gekeken naar mogelijke verschillen tussen de

interventiegroep en de controlegroep. Wel werd er naast de repeated measures-test ook een

paired samples t-test uitgevoerd. Hierbij werd enerzijds het verschil tussen de meting preope-

ratief en één maand postoperatief nagegaan en anderzijds het verschil tussen de meting één

maand en vier maanden na de operatie.

Er werd steeds met de significantiedrempel p=0,05 gewerkt, een p-waarde tussen 0,05 en 0,10

toonde een trend tot significantie aan. Ondanks de eerder geformuleerde onderzoekshypothe-

sen werd steeds de two-tailed p-waarde gebruikt.

5. COMMISSIE VOOR MEDISCHE ETHIEK

Dit onderzoek werd goedgekeurd door de Commissie voor Medische Ethiek, verbonden aan

het UZ Gent. Alle patiënten ondertekenden een toestemmingsverklaring en waren vrij om zich

op elk moment terug te trekken uit het onderzoek.

Resultaten

46

DEEL III: RESULTATEN

1. ANTROPOMETRIE

In tabel 5 werden de antropometrische kenmerken opgelijst.

Tabel 5: Antropometrische kenmerken

Groep Pre-

operatief

Post-

operatief

(4m)

Absoluut

verschil

Relatief

verschil

(%)

Tijdsef-

fect

Gewicht Trainers 124,82

(SD: 16,29)

101,92

(SD:17,65)

-22,91

(SD: 5,78)

-18,65

(SD: 5,40)

p<

0,001**

F=237,03 Controle 130,56

(SD: 18,18)

103,72

(SD: 16,03)

-26,84

(SD: 6,70)

-20,59

(SD: 4,05)

BMI (kg/m²) Trainers 44,25

(SD: 2,80)

36,01

(SD: 3,46)

-8,24

(SD: 2,36)

-18,65

(SD: 5,38)

p<

0,001**

F=228,59 Controle 44,00

(SD:4,51)

35,04

(SD: 4,95)

-8,96

(SD: 1,53)

-20,55

(SD: 4,08)

Buikomtrek (cm) Trainers 133,75

(SD: 12,93)

116,04

(SD: 13,13)

-16,54

(SD: 7,25)

-12,34

(SD: 5,12)

p<0,001*

*

F = 82,10 Controle 133,80

(SD: 19,06)

114,80

(SD: 18,62)

-19,00

(SD: 6,78)

-14,26

(SD: 4,49)

Vetvrije

massa

Ab-

soluut

(kg)

Trainers 60,31

(SD: 11,12)

58,52

(SD: 11,78)

-2,26

(SD: 5,50)

-3,64

(SD: 8,77)

p=0,008*

F = 9,63

Controle 68,22

(SD: 11,38)

61,89

(SD: 9,20)

-6,33

(SD: 3,79)

-8,94

(SD: 4,95)

Relatief

(%)

Trainers 48,19

(SD: 3,83)

57,01

(SD: 6,06)

8,54

(SD: 5,26) p<

0,001**

F = 36,71 Controle 52,20

(SD: 3,77)

59,99

(SD: 6,23)

7,79

(SD: 3,42)

Vet-

massa

Ab-

soluut

(kg)

Trainers 64,46

(SD: 8,40)

44,39

(SD: 10,81)

-19,83

(SD: 6,70)

-31,32

(SD: 10,63)

p<

0,001**

F= 47,13

Controle 62,65

(SD: 9,45)

41,83

(SD: 10,48)

-20,82

(SD: 3,83)

-33,95

(SD: 8,34)

Relatief

(%)

Trainers 51,75

(SD: 3,82)

42,99

(SD: 6,06)

-8,48

(SD: 5,23)

p<

0,001**

F = 37,88 Controle 48, 02

(SD: 3,65)

40,01

(SD: 6,22)

-8,01

(SD: 3,35)

a: Aantal proefpersonen: Interventiegroep (trainers): 11 pre, 11 post (4m)

Controle groep (controle): 5 pre, 5 post (4m)

*: Significant verschil pre en post (p< 0,05)

**: Significant verschil pre en post (p< 0,001)

Bij de hele groep daalde zowel het lichaamsgewicht, de BMI, de buikomtrek als de vetmassa

significant tussen preoperatief en postoperatief vier maanden. De relatieve vetvrije massa

Resultaten

47

daarentegen steeg significant (p< 0,001; grafiek 12). Voor geen enkele parameter werd een

significant interactie-effect noch een hoofdeffect van groep gevonden.

Grafiek 12: Absolute vetvrije massa

Interventiegroep: 11 proefpersonen

Controlegroep: 5 proefpersonen

2. RUSTMETABOLISME

Het rustmetabolisme werd berekend bij zes vrouwelijke patiënten: vijf personen uit de inter-

ventiegroep en één uit de controlegroep. De focus ligt hier op het verschil tussen de metingen

voor de operatie en vier maanden erna, zonder onderscheid te maken tussen de interventie-

groep en de controlegroep (zie tabel 6).

Tabel 6: Rustmetabolisme

Preoperatief Postoperatief

(1m)

Postoperatief

(4m)

Tijdseffect

VO2/kg LG

(ml/min/kg)

2,59

(SD: 0,48)

2,09

(SD: 0,76)

2,23

(SD: 0,90)

p= 0,126

F= 2,20

VO2 (l/min) 0,292

(SD: 0,055)

0,218

(SD: 0,090)

0,202

(SD: 0,083)

p= 0,003*

F= 10,95

Pre-post(1m): p= 0,039


RER 0,803

(SD: 0,029)

0,737

(SD: 0,056)

0,738

(SD: 0,054)

p= 0,009*

F= 7,94



*: Significant verschil (p< 0,05) a: Aantal proefpersonen: Interventiegroep (trainers): 5

Controlegroep (controle): 1

Resultaten

48

Het relatieve zuurstofverbruik in rust verschilde niet significant tussen de drie meetmomenten

(zie grafiek 13). Het absolute zuurstofverbruik daarentegen bleek zowel één maand als vier

maanden na de operatie significant gedaald te zijn (p=0,003). De RER lag eveneens signifi-

cant lager bij de twee metingen na de operatie ten opzichte van ervoor (p=0,009; zie grafiek

13).

Grafiek 13: Relatieve zuurstofopname

Interventiegroep: pre-test, post1m-test: 7proefpersonen , post4m-test: 5proefpersonen

Controlegroep: 1 proefpersoon

3. SUBMAXIMALE INSPANNINGSTEST

Om de mechanische efficiëntie na te gaan, werd een submaximale inspanningstest afgenomen

bij 12 proefpersonen voor en vier maanden na de operatie: acht patiënten uit de interventie-

groep en vier patiënten uit de controlegroep.

Voor geen enkele parameter van de submaximale inspanningstest, verschilde de interventie-

groep significant van de controlegroep voor de evolutie van pre naar post (4m). Evenmin

werd er een hoofdeffect van groep gevonden. De tabel hieronder geeft de waarden van het

zuurstofverbruik en de netefficiëntie weer (zie tabel 7).

Resultaten

49

Tabel 7: Zuurstofverbruik en mechanische efficiëntie

Groep Preoperatief Postoperatief

(4m)

Tijdseffect

VO2 in

rust

Absoluut

(l O2/min)

Trainers 0,376

(SD: 0,079)

0,296

(SD: 0,056)

p= 0,002*

F= 16,52

Controle 0,483

(SD: 0,167)

0,386

(SD: 0,142)

Relatief

(ml O2/min/kg)

Trainers 3,15

(SD: 0,530)

3,15

(SD: 0,576)

p= 0,954

F= 0,003

Controle 3,60

(SD: 0,794)

3,62

(SD: 0,923)

VO2 aan

50watt

Absoluut

(l O2/min)

Trainers 1,13

(SD: 0,203)

1,01

(SD: 0,176)

p= 0,011*

F= 9,62

Controle 1,43

(SD: 0,343)

1,17

(SD: 0,273)

Relatief

(ml O2/min/kg)

Trainers 12,02

(SD: 1,38)

10,80

(SD: 1,79)

p= 0,016*

F= 8,32

Controle 13,61

(SD: 1,89)

11,21

(SD: 1,66)

Netefficiëntie

(W/l O2/min)

Trainers 68,93

(SD: 16,07)

72,49

(SD: 16,49)

p= 0,181

F= 2,07

Controle 54,74

(SD: 11,85)

65,94

(SD: 13,57)

*: Significant verschil (p< 0,05) a: Aantal proefpersonen: Interventiegroep (trainers): 8


3.1 ZUURSTOFVERBRUIK

In rust was het absolute zuurstofverbruik voor de hele groep significant lager vier maanden na

de operatie dan voor de operatie. Het relatieve zuurstofverbruik veranderde daarentegen niet

significant tussen de metingen voor de operatie en vier maanden na de operatie.

Bij een belasting aan 50Watt was het relatieve en absolute zuurstofverbruik significant lager

in de postmeting (4m) dan in de premeting. Grafiek 14 geeft de relatieve zuurstofopname

weer.

Resultaten

50

Grafiek 14: Relatieve zuurstofopname

*: significant verschil t.o.v. pre (p<0,05)



3.2 NETEFFICIËNTIE

Hoewel de neteffiëntie niet significant veranderd bleek tussen de pre- en postmeting (4m),

kan men op basis van kwalitatieve analyse wel stellen dat de netefficiëntie gestegen is van

preoperatief naar postoperatief (4m; zie grafiek 15).

Grafiek 15: Netefficiëntie



Resultaten

51

3.3 RER

Voor de RER werd noch in rust, noch bij een belasting aan 50Watt een significant verschil

gevonden tussen de twee metingen (rustpre: 0,833 +-0,072; rustpost: 0,784 +-0,058; p=0,146;

50wattpre: 0,893 +-0,071; 50Wattpost 0,853 +-0,064; p=0,318).

3.4 HARTFREQUENTIE

In rust werd er een trend tot significante daling gevonden tussen de preoperatieve meting en

de postoperatieve meting na vier maanden (gempre: 93,08bpm +-14,68; gempost 4m: 80,58bpm

+-19,58; p=0,074). Aan een belasting van 50Watt werd er geen significant verschil vastge-

steld tussen de twee metingen (gempre: 116,83bpm +-12,05; gempost 4m: 107,33bpm +-22,76).

4. MAXIMALE INSPANNINGSTEST

De belangrijkste parameters van de maximale inspanningstest worden weergegeven in tabel 8.

Voor geen van deze parameters werd er een significant effect van groep gevonden.

Tabel 8: Maximale inspanningstest

Groep Preoperatief Postoperatief

(4m)

Tijdseffect

Interactie-

effect

Absolute piek

VO2 (l O2/min)

Trainers 2,28

(SD: 0,49)

2,18

(SD: 0,73)

p= 0,064Δ

F= 4,17

p= 0,271

F= 1,33

Controle 2,35

(SD: 0,86)

2,00

(SD: 0,72)

Relatieve piek

VO2

(mlO2/min/kg)

Trainers 18,05

(SD: 1,86)

21,25

(SD: 4,42)

p= 0,051Δ

F= 4,71

p= 0,413

F= 0,72

Controle 17,95

(SD: 5,44)

19,35

(SD: 6,02)

AT tijd Trainers 250,40

(SD: 95,94)

359,50

(SD: 139,09)

p= 0,049*

F= 4,79

p= 0,065Δ

F= 4,14

Controle 263,00

(SD: 96,23)

267,00

(SD: 144,02)

*: Significant verschil (p< 0,05) Δ : Trend tot significant verschil (p< 0,10)

a: Aantal proefpersonen: Interventiegroep (trainers): 10


Resultaten

52

4.1 MAXIMALE ZUURSTOFOPNAME

Voor het absolute zuurstofverbruik werd er een trend tot significante daling vastgesteld tussen

de twee meetmomenten (pre en post 4maanden; p=0,064). Voor het relatieve zuurstofver-

bruik echter vond men een trend tot significante stijging terug (p= 0,051; zie tabel 4).

4.2 ANAEROBE DREMPEL (AT)

Het moment van de anaerobe drempel werd significant later bereikt vier maanden na de ope-

ratie in vergelijking met ervoor (p= 0,049; zie tabel 4). Daarnaast stelde men een trend tot een

significant interactie-effect vast (p=0,065). De anaerobe drempel werd bij de interventiegroep

postoperatief later bereikt. De controlegroep daarentegen bleef nagenoeg gelijk (zie grafiek

16).

4.3 RERPIEK

Er werd geen significant verschil gevonden tussen de RERpiek preoperatief en vier maanden

postoperatief (gempre: 1,12 +- 0,11; gempost 4m: 1,15 +- 0,08; p=0,394).

De RERpiek geeft informatie over de mate waarin een individu zich inspant. Verschillende

patiënten bereikten de drempelwaarde van 1,1 echter niet, dit wijst erop dat zij geen maximale

inspanning hebben kunnen leveren.

Grafiek 16: Moment anaerobe drempel



Resultaten

53

5. DENSITEIT VAN MITOCHONDRIEN EN LIPIDEN IN

SPIERVEZELS

De spierbiopten van vier proefpersonen uit de interventiegroep werden bestudeerd. De mi-

tochondriën en de lipiden werden zowel intermyofibrillair als subsarcolemmaal bekeken.

5.1 MITOCHONDRIËN

De densiteit, grootte en aantal van de mitochondriën werden gemeten. Daarnaast werd geke-

ken naar de evolutie tussen de verschillende metingen (zie tabel 9).

Tabel 9: Mitochondriën in intermyofibrillaire en subsarcolemmale regio

preoperatief Post-

operatief

(1m)

Post-

operatief

(4m)

Tijdseffect

(Repeated

measures:

3meet-

momenten)

Pre-post

(1m)

(paired

sample T-

test)

Post (1m)-

post (4m)

(paired

sample T-

test)

INTERMYOFIBRILLAIR

Densiteit

(%)

3,644

(SD: 1,54)

2,868

(SD: 0,40)

4,295

(SD: 0,93)

p= 0,124

F= 3,011

p= 0,281

T= 1,31

p= 0,055Δ

T= -3,06

Grootte

(µm²)

0,091

(SD: 0,03)

0,084

(SD: 0,00)

0,098

(SD: 0,03)

p= 0,700

F= 0,379

p= 0,680

T= 0,46

p= 0,413

T= -0,95

Aantal/

100µm²

40,103

(SD: 7,68)

33,978

(SD: 4,03)

45,655

(SD: 14,78)

p= 0,414

F= 1,026

p= 0,142

T= 1,98

p= 0,249

T= 1,43

preoperatief Post-

operatief

(1m)

Post-

operatief

(4m)

Tijdseffect

(Repeated

measures:

3meet-

momenten)

Pre-post

(1m)

(paired

sample T-

test)

Post (1m)-

post (4m)

(paired

sample T-

test)

SUBSARCOLEMMAAL

Densiteit

(%)

15,721

(SD: 5,95)

13,508

(SD: 6,50)

26,582

(SD: 13,98)

p= 0,150

F= 2,642

p= 0,719

T= 0,40

p= 0,092 Δ

T= -2,45

Grootte

(µm²)

0,102

(SD: 0,03)

0,098

(SD: 0,03)

0,124

(SD: 0,03)

p= 0,335

F= 1,318

p= 0,819

T= 0,25

p= 0,084 Δ

T= -2,55

Aantal/

100µm²

152,27

(SD: 8,06)

140,877

(SD: 55,27)

186,215

(SD: 96,17)

p= 0,658

F= 0,450

p= 0,737

T= 0,37

p= 0,532

T= -0,70

*: Significant verschil (p < 0,05) Δ : Trend tot significant verschil (p< 0,10)

De densiteit van de mitochondriën tussen de myofibrillen bleek gestegen te zijn tussen post-

operatief één maand en postoperatief vier maanden (trend tot significantie, p=0,055). Verder

zien we dat de densiteit (grootte + aantal) tussen de eerste en tweede meting een daling on-

dergaat, dit leverde echter geen significantie op.

Resultaten

54

In de subsarcolemmale regio werd er een trend tot een significante stijging van de volume-

densiteit gevonden tussen één maand en vier maanden na de operatie (zie grafiek 17 en figuur

12).

Grafiek 17: A. Densiteit mitochondriën in subsarcolemmale regio

B. Grootte mitochondrion in subsarcolemmale regio

C. Aantal mitochondrion in subsarcolemmale regio

5.2 VETDRUPPELS

De densiteit, grootte en aantal van de vetten werden gemeten. Daarnaast werd gekeken naar

de evolutie tussen de verschillende metingen (zie tabel 10).

In de subsarcolemmale regio veschilt de lipidendensiteit significant (p=0,023) tussen de drie

meetmomenten. Tussen de twee postmetingen is er een opvallende daling merkbaar (trend tot

significantie, p=0,093). De gemiddelde grootte van de vetdruppels daalt eveneens tussen één

maand postoperatief en vier maanden postoperatief (p=0,093). Het aantal vetdruppels per

100µm² ondergaat eveneens een daling, echter tussen de premeting en de postmeting (1m;

p=0,059; zie grafiek 18 en figuur 12).

Resultaten

55

Tabel 10: Vetten in intermyofibrillaire en subsarcolemmale regio

Pre-

operatief

Post-

operatief

(1m)

Post-

operatief

(4m)

Tijdseffect

(Repeated

measures:

3meet- mo-

menten)

Pre-post

(1m)

(paired

sample T-

test)

Post(1m)–

post(4m)

(paired

sample

T-test)

INTERMYOFIBRILLAIR

Densiteit (%) 1,200

(SD: 0,54)

1,624

(SD: 1,05)

1,415

(SD: 0,63)

p= 0,446

F= 0,928

p= 0,395

T= -0,99

p= 0,536

T= 0,70

Grootte (µm²) 0,276

(SD: 0,08)

0,315

(SD: 0,14)

0,247

(SD: 0,06)

p= 0,309

F= 1,439

p= 0,326

T= -1,17

p= 0,280

T= 1,32

Aantal/

100µm²

4,618

(SD: 2,80)

4,879

(SD: 1,47)

5,630

(SD: 1,87)

p= 0,506

F= 0,765

p= 0,819

T= -0,25

p= 0,075 Δ

T= -2,68

SUBSARCOLEMMAAL

Densiteit (%) 14,286

(SD: 6,33)

9,616

(SD: 1,92)

5,428

(SD: 2,48)

p= 0,023*a

F= 7,563

p= 0,133

T= 2,05

p= 0,051 Δ

T= 3,16

Grootte (µm²) 0,394

(SD: 0,24)

0,526

(SD: 0,26)

0,196

(SD: 0,03)

p= 0,069Δ

F= 4,323

p= 0,152

T= -1,92

p= 0,093 Δ

T= 2,43

Aantal/

100µm²

44,812

(SD: 27,35)

22,499

(SD: 12,44)

28,418

(SD: 14,02)

p= 0,341

F= 1,295

p= 0,059Δ

T= 2,98

p= 0,676

T= -0,46

*: Significant verschil (p < 0,05) Δ : Trend tot significant verschil (p< 0,10)

a: Relevante posthoc testen: Pre – post(4m): p= 0,057

Post(1m)-post(4m): p= 0,051

Grafiek 18: A. Densiteit lipiden in subsarcolemmale regio

B. Grootte lipiden in subsarcolemmale regio

C. Aantal lipiden in subsarcolemmale regio

Resultaten

56

INTERMYOFIBRILLAIR SUBSARCOLEMMAAL

Preoperatief

Één maand postoperatief

Vier maanden postoperatief

Figuur 12: Lipiden (L) en mitochondrion (M) in de intermyofibrillaire en subsarcolemmale

regio

Discussie

57

DEEL IV: DISCUSSIE

Steeds meer mensen kampen met morbiede obesitas. Het wordt gekenmerkt door een veel te

hoge vetmassa en een zeer lage insulinesensititiveit. Daarnaast zijn er nog tal van andere co-

morbiditeiten en daalt de levenskwaliteit en –kwantiteit (Peeters et al., 2003).

Bij vergelijking van de proefpersonen uit dit onderzoek met slanke individuen is te zien dat

hun relatief vetpercentage meer dan het dubbele bedraagt (morbiede obesen: 50,2% +-4,00;

niet-obesen: 20,3% +-1,1; Ravussin et al., 1982). Gastric bypass biedt een oplossing voor de

overmatige vetmassa, de lage insulinesensitiviteit en de cardiovasculaire risicofactoren. De

fysieke fitheid echter verbetert niet en blijft uitermate laag (Stegen et al., 2009).

1. ANTROPOMETRIE EN RUSTMETABOLISME

Morbiede obesen hebben een groter lichaamsgewicht. De absolute vetvrije massa is bijgevolg

ook hoger dan bij personen met een normaal gewicht. Absoluut gezien ligt het rustmetabolis-

me bij morbiede obesen hoger (0,292 l O2/min +-0,055) dan bij niet-obese individuen (0,210 l

O2/min +-0,014; Ravussin et al., 1982). Bij daling van het lichaamsgewicht (gastric bypass)

daalt niet alleen de vetmassa (absoluut; p<0,001), maar ook de vetvrije massa (absoluut;

p=0,008). Daling van de vetvrije massa is een ongewenst effect. Het lichaam gaat zuiniger

omspringen met energie: het absolute rustmetabolisme daalt (p=0,003).

Carey et al. (2006) vonden eveneens een daling van het basaal rustmetabolisme (kcal/dag) na

operatief gewichtsverlies (3m). Bovendien toonden zij een positieve correlatie tussen de da-

ling van het absolute rustmetabolisme en de daling van de absolute vetvrije massa (Carey et

al., 2006).

Hoewel er een schijnbare daling plaatsvindt van het relatieve rustmetabolisme tussen de eerste

twee metingen, lijkt het opnieuw te stijgen tussen één maand en vier maanden na de operatie

(kwalitatieve analyse). Mogelijks kan het trainingsprogramma deze stijging deels verklaren.

Vijf van de zes proefpersonen bij deze meting kwamen immers uit de interventiegroep.

2. SUBMAXIMALE INSPANNINGSTEST EN MAXIMALE INSPAN-

NINGSTEST

De proefpersonen met morbiede obesitas hebben een groter absoluut zuurstofverbruik bij een-

zelfde submaximale inspanning dan personen met een normaal gewicht (Hulens et al., 2001).

Relatief gezien (ml O2/min/kg lichaamsgewicht) echter hebben ze een lager zuurstofverbruik.

Doch, wanneer het zuurstofverbruik wordt uitgedrukt ten opzichte van de vetvrije massa (ml

Discussie

58

O2/min/kg VVM), is het verschil miniem tussen beide groepen (obesen (BMI: 38,1kg/m²

+-5,6): 23,1ml O2/min/kg VVM +-3,0; niet-obesen: 24,2ml O2/min/kg VVM +-3,2; Hulens et

al., 2001). Een kleinere relatieve vetvrije massa (VVM/LG) ligt dus aan de basis van het ver-

schil in relatief zuurstofverbruik per kg lichaamsgewicht.

Tijdens de periode van gewichtsverlies daalt het relatieve zuurstofverbruik (ml O2/min/kg

lichaamsgewicht) bij een submaximale inspanning (p=0,007). De relatieve vetvrije massa is

immers gestegen ten gevolge van een sterke daling in absolute vetmassa. Andere factoren die

hier verder nog een rol in kunnen spelen zijn de daling in massa van de onderste ledematen,

een verbeterde cardiovasculaire of respiratoire functie en een verbeterde spierefficiëntie. Er

werd geen effect van training aangetoond.

Om een idee te krijgen van de spierefficiëntie werd de netefficiëntie (zuurstofverbruik aan een

bepaald vermogen ten opzichte van rust) berekend. Er waren immers niet voldoende gegevens

beschikbaar om de delta-efficiëntie (zuurstofverbruik aan een bepaald vermogen ten opzichte

van een lager vermogen) te bepalen. Dit is nochtans een betere indicator voor de spierefficiën-

tie. De daling in zuurstofverbruik bij een inspanning aan 50Watt tussen de preoperatieve con-

ditie en deze vier maanden postoperatief bleek groter te zijn dan de daling in zuurstofverbruik

in rust. Dit uit zich in de netefficiëntie: deze leek op basis van kwalitatieve analyse te stijgen

tijdens de periode van gewichtsverlies.

Volgens Hulens et al. (2001) hebben obesen een gelijkaardige absolute maximale zuurstofop-

name als personen met een normaal gewicht (obesen: BMI: 38,1kg/m² +-5,6; VO2: 1,59

lO2/min +-0,37 vs. niet-obesen: 1,61 lO2/min +-0,47). Lafortuna et al. (2006) daarentegen

vonden een grotere maximale zuurstofopname bij obesen (obesen: BMI: 40,0kg/m² +-1,2;

VO2: 2,01 lO2/min +-0,08; niet-obesen: 1,47 lO2/min +-0,04). De morbiede obesen uit dit on-

derzoek behaalden een maximale zuurstofopname gelijkaardig aan de bevindingen van Lafor-

tuna et al. (2006).

Ondanks de kleine vooruitgang (p=0,051) van de relatieve VO2piek (pre: 17,52 mlO2/min/kg

+-3,34; post: 20,28mlO2/min/kg +-4,88) blijven deze waarden steeds lager dan 23

mlO2/min/kg, wat overeenkomt met een extreem lage fysieke fitheid.

Het absolute zuurstofverbruik daalt tussen de twee meetmomenten (pre – post (4m)), net zoals

ook de absolute vetvrije massa daalde in deze periode. Het relatieve zuurstofverbruik daaren-

tegen steeg – net zoals de relatieve vetvrije massa – in diezelfde periode. Gezien dit parallelle

verloop is het maximale zuurstofverbruik vermoedelijk gerelateerd aan de vetvrije massa.

Discussie

59

Tegen de verwachtingen in bleek er geen significant verschil aangetoond te kunnen worden

tussen de twee groepen. Toledo et al. (2008) rapporteerden gelijkaardige bevindingen na een

onderzoek bij personen met obesitas (BMI: ong. 34kg/m²). Bij vergelijking van een groep die

tegelijkertijd een hypocalorisch dieet en een trainingsprogramma volgde met een groep die

alleen het dieet volgde, kon eveneens geen significant verschil tussen beide groepen in rela-

tieve VO2max gerapporteerd worden. Nochtans ging de trainersgroep schijnbaar meer vooruit

(Toledo et al., 2008).

Het moment waarop de anaerobe drempel bereikt wordt, treedt significant later op tussen de

metingen pre- en postoperatief (4m). Het valt echter op dat de interventiegroep meer vooruit-

gang boekt dan de controlegroep, hoewel geen significant verschil gevonden werd. In een

gelijkaardig onderzoek van Stegen et al. (2009) resulteerde een bijkomend trainingsprogram-

ma wel in een significante vooruitgang van de anaerobe drempel terwijl enkel gewichtsverlies

geen effect had.

Hoe later de anaerobe drempel immers optreedt, hoe langer aerobe energielevering mogelijk

blijft. Dit wijst op een verbetering van de oxidatieve capaciteit in de spieren, wat op zijn

beurt verklaard zou kunnen worden door trainingseffecten op de mitochondriën. De densiteit

van de mitochondriën bleek immers gestegen te zijn na de trainingsinterventie (trend tot signi-

ficantie).

3. DENSITEIT VAN MITOCHONDRIËN EN LIPIDEN IN DE SPIER-

VEZELS

Ondanks het eerder beperkte aantal beelden van de spierbiopten per meetmoment per proef-

persoon, blijkt dat de gemiddelde waarden van de densiteit, grootte en aantal/µm² zowel voor

mitochondriën als voor lipidendruppels vrij goed aansluiten bij wat er in de literatuur voor

handen is op basis van elektronenmicroscopie-onderzoek bij slanke en obese personen (Crane

et al., 2009, Kelley et al., 2002). De verschillen met histochemisch onderzoek zijn echter wel

van grotere aard (Goodpaster et al., 2000b ; Malenfant et al., 2001b; He et al., 2004). Gezien

de grote verscheidenheid worden de resultaten in dit onderzoek uitsluitend vergeleken met

andere studies die eveneens gebruik maakten van elektronenmicroscopie.

Mitochondriën en lipiden zijn gevoelig voor gewichtsverlies en fysieke training. De wijze

waarop ze reageren varieert echter met de regio (subsarcolemmaal vs. intermyofibrillair)

waarin ze gelegen zijn (Krieger et al., 1980; Nielsen et al., 2010; Ritov et al., 2005).

Discussie

60

3.1 MITOCHONDRIËN

In dit onderzoek werd geen verschil aangetoond tussen de regio‟s wat de evolutie van de mi-

tochondriën tussen de meting voor de operatie en vier maanden erna betreft. Zowel in de in-

termyofibrillaire als de subsarcolemmale regio werd een trend tot significante toename in

densiteit gevonden tussen één maand en vier maanden postoperatief.

Krieger et al. (1980) echter toonden aan dat de subsarcolemmale mitochondriën van gezonde,

ongetrainde individuën sneller en meer beïnvloed worden door duurtraining enerzijds en im-

mobilisatie anderzijds. Ook Nielsen et al. (2010) rapporteerden dat na duurtraining gedurende

tien weken de densiteit van de mitochondriën bij obesen (BMI 33,2kg/m² +-0,7) in de totale

spiervezel significant toenam. Bovendien bleek het trainingseffect groter in de subsarcolem-

male regio dan in de intermyofribillaire (p<0,05).

In dit onderzoek lijkt de toename in de subsarcolemmale regio vooral veroorzaakt te worden

door de schijnbare toename in grootte (+21,57%, p=0,092). Deze toename wordt vrijwel zeker

beïnvloed door het trainingsprogramma. De toename van de volumedensiteit van mitochon-

driën is immers een belangrijk gevolg van duurtraining (Fox, 2008). Bovendien toonden ook

Toledo et al. (2006) en Toledo et al. (2008) aan dat de volumedensiteit van mitochondriën

toenam (+42,5%; resp. +49%) na een gecombineerde interventie van een hypocalorisch dieet

met aerobe training bij obesen (BMI: 33,6kg/m² +-3,3; resp. BMI: 34,8kg/m² +-1,1). In geen

van beide onderzoeken werd er een onderscheid gemaakt tussen de intermyofibrillaire en de

subsarcolemmale regio. In het onderzoek van Toledeo et al. (2006) werd er een toename in de

gemiddelde grootte van de mitochondriën gerapporteerd (+19,2%). In Toledo et al. (2008)

daarentegen bleef deze ongewijzigd.

Noch in de intermyofibrillaire regio, noch in de subsarcolemmale regio werd een effect van

gewichtsverlies vastgesteld op de mitochondriën. Dit werd ook bevestigd door Toledo et al.

(2008): de groep obesen die enkel een dieet volgde, ondervond geen verschil in de mitochon-

driale densiteit. Opmerkelijk werd er wel een daling in gemiddelde grootte gerapporteerd

(-17%, p<0,005). Gewichtsverlies zonder bijkomende fysieke training blijkt dus geen positief

effect te hebben op de mitochondriën.

3.2 INTRAMYOCELLULAIRE LIPIDEN

De densiteit van de vetdruppels in de subsarcolemmale regio daalt van preoperatief naar vier

maanden postoperatief. De daling (trend tot significantie, p=0,051) tussen één maand postope-

ratief en vier maanden postoperatief is te wijten aan de daling in grootte van de lipidendrup-

Discussie

61

pels. Tussen één maand na de operatie en vier maanden erna is het echter het aantal lipiden-

druppels dat afneemt (trend tot significantie: p=0,059). Globaal gezien kan de daling in densi-

teit dus verklaard worden door een trend tot significante daling in aantal gevolgd door een

trend tot significante daling in grootte. Deze evolutie wordt duidelijk geïllustreerd in grafiek

18. Mogelijks is er een verband tussen deze daling in aantal tijdens de eerste maand en het

gewichtsverlies, dat in deze periode het sterkste is (Kirchner et al., 2004).

Toledo et al. (2008) rapporteerden echter een onveranderde volumedensiteit van lipidendrup-

pels na een combinatie van een hypocalorisch dieet met aerobe training bij obesen (BMI ong.

34kg/m², gewichtsverlies ong. 10%, duur interventie: 19 weken). In de controlegroep die en-

kel het dieet volgde, werd wel een significante daling van de lipiden gevonden. De onveran-

derde volumedensiteit bij de groep met de gecombineerde interventie was volgens de onder-

zoekers te wijten aan de duurtraining die de opslag van IMCL zou bevorderen. Gezien het

gewichtsverlies bij ons extremer is (ong. -20% vs. -10%) en de patiënten in ons onderzoek een

ernstigere vorm van obesitas hebben, kan dit mogelijks een verklaring zijn voor het verschil in

resultaten wat de evolutie in IMCL betreft.

4. CONCLUSIE

Toevoeging van een trainingsprogramma aan bariatrische chirurgie blijkt over het algemeen

een positief effect te hebben op de lichaamssamenstelling en spierarchitectuur van morbiede

obesen. De absolute daling van de vetvrije massa echter kon in dit onderzoek niet worden

tegengegaan, net zomin als de daling van het rustmetabolisme (absoluut). In de skeletspier

resulteerde de combinatie van extreem gewichtsverlies met fysieke training wel in een stijging

van de volumedensiteit van de mitochondriën. Daarnaast nam de densiteit van de lipiden af in

de subsarcolemmale regio.

Gezien het beperkte aantal proefpersonen en het ontbreken van de resultaten van de spierbiop-

ten van de controlegroep, was het niet altijd mogelijk om het effect van het gecombineerde

trainingsprogramma aan te tonen en/of te isoleren. De aangetoonde toename van mitochondri-

ën en daling van de subsarcolemmale lipiden na de trainingsinterventie zijn echter wel veelbe-

lovende resultaten.

Verder onderzoek naar de invloed van fysieke training na een gastric bypass is aangewezen:

een beter inzicht in het effect op de oxidatieve capaciteit, de spiervezeltypeverdeling, de mi-

tochondriën en de vetdruppels (subsarcolemmaal en intermyofibrillair) kunnen de behande-

Discussie

62

ling effectiever maken voor deze specifieke doelgroep. Deze nieuwe inzichten zullen zo on-

rechtstreeks een impact kunnen uitoefenen op de aanpak van obesitas, de aandoening die in-

middels uitgegroeid is tot een wereldwijde epidemie.

Het toevoegen van een trainingsprogramma (duur- en krachttraining) aan de behandeling van

morbiede obesitas in de vorm van een gastric bypass is aan te raden. Men zou kunnen stellen

dat de verbeteringen binnenin de skeletspieren bijdragen tot een verbeterde oxidatieve capaci-

teit. Een verbeterde oxidatieve capaciteit resulteert in een hogere mate van fysieke fitheid.

Ten slotte zal deze stijging in fysieke fitheid de patiënten toelaten om de dagdagelijkse taken

met minder moeite uit te voeren.

63

DEEL V: REFERENTIES

Naim, H.J., Advance Bariatric Center, internet, 2007

(www.advancebariatric.com)

Amati, F., Dube, J.J., Shay, C., Goodpaster, B.H., (2008). Seperate and combined effects of exercise

training and weight loss on exercise efficiency and substrate oxidation. Journal of Applied Physiology,

105, 825-831

Berggren, J.R., Boyle, K.E., Chapman, W.H., Houmard, J.A. (2008). Skeletal muscle lipid oxidation

and obesity: influence of weight loss and exercise. American Journal of Physiology –Endocrinology

and Metabolism, 294, E726-E732

Bruce, C.R., Thrush, A.B., Mertz, V.A., Bezaire, V., Chabowski, A., Heigenhauser, G.J., Dyck, D.J.,

(2006). Endurance training in obese humans improves glucose tolerance and mitochondrial fatty acid

oxidation and alters muscle lipid content. American Journal of Physiology – Endocrionology and Me-

tabolism, 291, E99-E107

Carey, D.G., Pliego, G.J., Raymond, R.L., Skau, K.B., (2006). Body composition and metabolic

changes following bariatric surgery: effects on fat mass, lean mass and basal metabolic rate. Obesity

Surgery, 16, 469-477

Carey, D.G., Pliego, G.J., Raymond, R.L., (2006b). Body composition and metabolic changes follow-

ing bariatric surgery: effects on fat mass, lean mass and basal metabolic rate: six months to one-year

follow-up. Obesity Surgery, 16, 1602-1608

Civitarese, A.E., Carling, S., Heilbronn, L.K., Hulver, M.H., Ukropcova, B., Deutsch, W.A., Smith,

S.R., Ravussin, E. (2007). Calorie restriction increases muscle mitochondrial biogenesis in healthy

humans. PLoS Medicine, 4, 485-494

Crane, J.D., Devries, M.C., Safdar, A., Hamadeh, M.J., Tarnopolsky, M.A., (2009). The effect of ag-

ing on human skeletal muscle mitochondrial and intramyocellular lipid ultrastructure. Journal of Ger-

ontology Applied Biological Sciences and Medical Sciences, 65, 119-128

De Bock, K., Dresselaers, T., Kiens, B., Richter, Van Hecke, P., Hespel, P., (2007). Evaluation of

intramyocellular lipid breakdown during exercise by biochemical assay, NMR spectroscopy, and Oil

Red O staining. American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism, 293, E428-E434

http://www.advancebariatric.com/

64

del Genio, F., Alfonsi, L., Marra, M., Finelli, C., del Genio, G., Rossetti, G., del Genio, A., Contaldo,

F., Pasanisi, F., (2007). metabolic and nutritional status changes after 10% weight loss in severely

obese patients treated with laparoscopic surgery vs. integrated medical treatment. Obesity Surgery, 17,

1592-1598

Encyclopedia Brittanica Inc. (1998). Encyclopedia Brittanica. Illinois, Encyclopedia Brittanica Inc

Eves, N.D., Plotnikoff, R.C., (2006). Resistance training and type II diabetes – Considerations for

implementation at the population level. Diabetes care, 29 (1933-1941)

Fox, S.A. (2008). Human physiology. New York, McGraw-Hill

Frey-Hewitt, B., Vranizan, K.M., Dreon, D.M., et al. (1990). The effect of weight loss by di-

eting or exercise ons resting metabolic rate in overweight men. International Journal of Obes-

ity, 14, 327-34

Furukawa, S., Fujita, T., Shimabukuro, M., Iwaki, M., Yamada, Y., Nakajima, Y., Nakayama, O.,

Makishima, M., Matsuda, M., Shimormura, L., (2004). Increase oxidative stress in obesity and its

impact on metabolic syndrome. Journal of Clinical Investigation, 114, 1752-1761

Gastaldi, G., Russell, A., Golay, A., Giacobino, J.-P., Habicht, F., Barthassat, V., Muzzin, P., Bobbio-

ni-Harsch, E., (2007). Upregulation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator

gene (PGC1A) during weight loss is related to insulin sensitivity but nog to energy expenditure.

Diabetologia. 50, 2348-2355

Goodpaster, B.H., Kelley, D.E., Wing, R.R., Meider, A., Thaete, F.L., (1999). Effects of weight loss

on regional fat distribution and insulin sensitivity in obesity. Diabetes, 48, 839-847

Goodpaster, B.H., Thaete, F.L., Kelley, D.E., (2000). Thigh adipose tissue distribution is associated

with insulin resistance in obesity and in type 2 diabetes mellitus. American Journal of Clinical Nutri-

tion, 71, 885-892

Goodpaster, B.H., Theriault, R., Watkins, S.C., Kelley, D.E., (2000b). Intramuscular lipid content is

increased in obesity and decreased by weight loss. Metabolism, 49, 467-472

65

Goodpaster, B.H., He, J., Watkins, S., Kelley, D.E., (2001). Skeletal muscle lipid content and insulin

resistance: evidence for a paradox in endurance-trained athletes. Journal of Clinical Endocrinology

and Metabolism, 86, 5755-5761

Gray, R.E., Tanner, C.J., Pories, W.J., MacDonald, K.G., Houmard, J.A., (2002). Effect of weight loss

on muscle lipid content in morbidly obese subjects. American Journal of Physiology –Endocrinology

and Metabolism, 284, E726-E732

Greco, A.V., Mingrone, G., Giancaterini, A., Manco, M., Morroni, M., Cinti, S., Granzotto, M., Vet-

tor, R., Camastra, S., Ferrannini, E., (2002). Insulin resistance in morbid obesity: reversal with intra-

myocellular fat depletion. Diabetes, 51, 144-151

He, J., Watkins, S., Kelley, D.E., (2001). Skeletal muscle lipid content and oxidative enzyme activity

in relation to muscle fiber type in type 2 diabetes and obesity. Diabetes, 50, 817-823

He, J., Goodpaster, B.H., Kelley, D.E., (2004). Effects of weight loss and physical activity on muscle

lipid content and droplet size. Obesity Research, 12, 761-769

Hickey, M.S., Weidner, M.D., Gavigan, K.E., Zheng, D., Tyndall, G.L., Houmard, J.A., (1995). The

insulin action-fiber type relationship in humans is muscle group specific. American Journal of Physi-

ology, 269, E150-E154

Holloway, G.P., Thrush, A.B., Heigenhauser, G.J., Tandon, N.N., Dyck, D.J., Bonen, A., Spriet, L.L.

(2007). Skeletal muscle mitochondrial FAT/CD36 content and palmitate oxidation are not decreased

in obese women. American Journal of Physiology –Endocrinology and Metabolism, 292, E1982-

E1789

Hoppeler, H., Flück, M., (2002). Plasticity of skeletal muscle mitochondria: structure and function.

Medicine and Science in Sports and Exercise, 35, 95-104

Houmard, J.A., Tanner, C.J., Yu, C., Cunningham, P.G., Pories, W.J., MacDonald, K.G., Shulman,

G.I. (2002). Effect of weight loss on insulin sensitivity and intramuscular long-chain fatty acyl-coAs

in morbidly obese subjects. Diabetes, 51, 2959-2963

Houmard, J.A., Tanner, C.J., Slentz, C.A., Duscha, B.D., McCartney, JS., Kraus, W.E., (2003). Effect

of the volume and intensity of exercise training on insulin sensitivity. Journal of Applied Physiology,

96, 101-106

66

Hulens, M., Vansant, G., Lysens, R., Claessens, A.L., Muls, E., (2001). Exercise capacity in lean ver-

sus obese women. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports, 11, 305-309

IOTF, International Obesity Taskforce Prevalence Data, internet, 2008

(http://www.iotf.org)

Issekutz, B., JR., Birkhead, N.-C., Rodahl, K., (1962). Use of respiratory quotients in assess-

ment of aerobic work capacity. Journal of Applied Physiology, 17, 47-50

Jacob, S., Machann, J., Rett, K., Brechtel, K., Volk, A., Renn, W., Maerker, E., Matthaei, S., Schick,

F., Claussen, CD., Häring, HU., (1999). Association of increased intramyocellular lipid content with

insulin resistance in lean nondiabetic offspring of type 2 diabetic subjects. Diabetes, 48, 1113-1119

Jackson-Leach, R., Lobstein, T., (2006). Estimated burden of pediatric obesity and co-morbidities in

Europe. Part 1. The increase in the prevalence of child obesity in Europe is itself increasing. Interna-

tional Journal of Pediatric Obesity, 1, 26-32

James, P.T., Rigby, N., Leach, R., (2004). The obesity epidemic, metabolic syndrome and future pre-

vention strategies. European Journal of Cardiovascular Prevention and Rehabilitation, 11, 3-8

James, P.T., C.B.E., M.D., D.Sc, (2004b). Obesity, the worldwide epidemic. Journal of Clinics in

Dermatology, 22, 276-280

Kalaney, J.A., Weatherup-Dentes, M.M., Alvarado, C.R., Whitehead, G., (2001). Substrate oxidation

during acute exercise and with exercise training in lean an obese women. European Journal of Applied

Physiology. 85, 68-73

Kelley, D.E., Goodpaster, B., Wing, R.R., Simoneau, J.A. (1999). Skeletal muscle fatty acid metabol-

ism in association with insulin resistance, obesity, and weight loss. American Journal of Physiology –

Endocrinology and Metabolism, 277, E1130–E1141

Kelley, D.E., He, J., Menshikova, E.V., Ritov, V.B. (2002). Dysfunction of mitochondria in human

skeletal muscle in type 2 diabetes. Diabetes, 51, 2944–2950

67

Kern, P.A., Simsolo, R.B., Fournier, M., 1999. Effect of weight loss on muscle fiber type, fiber size,

capillarity, and succinate dehydrogenase activity in humans. Journal of Clinical endocrinology & Me-

tabolism, 84, 4185-4190

Kim, J.Y., Hickner, R.C., Cortright, R.L., Dohm, G.L., Houmard, J.A., (2000). Lipid oxidation is re-

duced in obese human skeletal muscle. American Journal of Physiology – Endocrionology and Meta-

bolism, 279, E1039-E1044

Kirchner, H., Guijarro, A., Meguid, MM., (2007). Is a model useful in exploring the catabolic

mechanisms of weight loss after gastric bypass in humans? Current Opinion in Clinical Nutri-

tion & Metaboblic Care, 10, 463-74

Krieger, D.A., Tate, C.A., McMillin-Wood, J., Booth, F.W., (1980). Populations of rat skelet-

al muscle mitochondria after exercise and immobilization. Journal of Applied Physiology, 48,

23-28

Kriketos, A.D., Pan, D.A., Lillioja, S., Cooney, G.J., Baur, L.A., Milner, M.R., Sutton, J.R., Jenkins,

A.B., Bogardus, C., Storlien, H., (1996). Interrelationships between muscle morphology, insulin ac-

tion, and adiposity. American Journal of Physiology, 270, R1332-R1339

Krotkiewski, M., Bylund-Fallenius, A.-C., Holm, J., Björntorp, P., Grimby, G., Mandroukas, K.,

(1983). Relationship between muscle morphology and metabolism in obese women – the effects of

long-term physical training. European Journal of Clinical Investigation, 13, 5-12

Krssak, M., Petersen, K.F., Dresner, A., Dipietro, L., Vogel, S.M., Rothman, D.L., Shulman, G.I.,

Roden, M., (1999). Intramyocellular lipid concentrations are correlated with insulin sensitivity in hu-

mans: a 1H NMR spectroscopy study. Diabetologia. 42, 113-116

Lafortuna, C.L., Proietti, M., Agosti, F., Sartorio, A. (2006). The energy cost of cycling in young

obese women. European Journal of Applied Physiology, 97, 16–25

Lafortuna, C.L., Agosti, F., Galli, R., Busti, C., Lazzer, S., Sartorio, A., (2008).The energetic and car-

diovascular response to treadmill walking and cycle ergometer exercise in obese women. European

Journal of Applied Physiology, 103, 707–717

68

Lara-Castro, C., Newcomer, B.R., Rowell, J., Wallace, P., Shaughnessy, S.M., Munoz, A.J., Shiflett,

A.M., Rigsby, D.Y., Lawrence, J.C., Bohning, D.E., Buchtal, S., Garvey, W.T., (2008). Effects of

short-term very low-calorie diet on intramyocellular lipid and insulin sensitivity in nondiabetic and

type 2 diabetic subjects. Metabolic Clinical and Experimental, 57, 1-8

Lillioja, S., Young, A.A., Culter, C.L., Ivy, J.L., Abbott, W.G., Zawadzki, J.K., Yki-Järvinen, H.,

Christin, L., Secomb, T.W., Bogardus, C., (1987). Skeletal muscle capillary density and fiber type are

possible determinants of in vivo insulin resistance in man. Journal of Clinical Investigation, 80, 415-

424

Madan, A.K., Kuykendall, S., Orth, W., Ternovits, C.A., Tichansky, D.S., (2006). Does laparoscopic

gastric bypass result in a healthier body composition? an affirmative answer. Obesity Surgery, 16,

465-468

Malenfant, P., Tremblay, A., Doucet, E., Imbeault, P., Simoneau, J.-A., Joanisse, D. R., (2001). Ele-

vated intramyocellular lipid concentration in obese subjects is not reduced after diet and exercise train-

ing. American Journal of Physiology, Endocrinology and Metabolism, 280, E632-E639

Malenfant, P., Joanisse, D.R., Thériault, R., Goodpaster, B.H. , Kelley, D.E., Simoneau, J.-A.,

(2001b). Fat content in individual muscle fibers of lean and obese subjects. International Journal of

Obesity. 25, 1316-1321

Matsuda, M., Defronzo, R.A., (1999). Insulin sensitivity indices obtained from oral glucose tolerance

testing. Diabetes Care, 22, 1462-1470

Menshikova, E.V., Ritov, V.B., Toledo, F.G., Ferrell, R.E., Goodpaster, B.H., Kelley, D.E., (2004).

Effects of weight loss and physical activity on skeletal muscle mitochondrial function in obesity.

American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism, 288, E818-E825

Menshikova, E.V., Ritov, V.B., Ferrel, R.E., Azuma, K., Goodpaster, B.H., Kelley, D.E., (2007). Cha-

racteristics of skeletal muscle mitochondrial biogenesis induced by moderate-intensity exercise and

weight loss in obesity. Journal of Applied Physiology, 103, 21-27

Mingrone, G., Manco, M., Calvani, M., Castagneto, M., Naon, D., Zorzano, A., (2005). Could the low

level of expression of the gene encoding skeletal muscle mitofusin-2 account for the metabolic inflex-

ibility of obesity? Diabetologia. 48, 2108-2114

69

Mingrone, G., Rosa, G., Greco, A.V., Manco, M., Vega, N., Hesselink, M.K., Castagneto, M.,

Schrauwen, P., Vidal, H. (2005b). Decreased uncoupling protein expression and intramyocytic trigly-

ceride depletion in formerly obese subjects. Obesity Research, 11, 632-340

Nelson, K.M., Weinsier, R.L., Long, C.L., Schutz, Y., (1992). Prediction of resting energy expenditure

from fat-free mass and fat mass. The American Journal of Clinical Nutrition, 56, 848-56

Nielsen, J., Mogensen, M., Vind, B.F., Sahlin, K., Hojlund, K., Schroder, H.D., Ortenblad, N., (2010).

Increased subsarcolemmal lipids in type 2 diabetes. Effect of training on localization of lipids, mito-

chondria and glycogen in sedentary human skeletal muscle. American Journal of Physiology - Endo-

crionology and Metabolism, 298, E706-E713

Niskanen, L., Uusitupa, M., Sarlund, H., Siitonen, O., Paljarvi, L., Laakso, M., (1996). The effects of

weight loss on insulin sensitivity, skeletal muscle composition and capillary density in obese non-

diabetic subjects. International Journal of Obesity and Related Metabolic Disorders, 20, 154-160

Olbers, T., Björkman, S., Lindroos, A., Maleckas, A., Lönn, L., Sjöstrom, L., Lönroth, H., (2006).

Body composition, Dietary Intake, and Energy Expenditure After Laparoscopic Roux-en-Y Gastric

Bypass and Laparoscopic Vertical BAnded Gastroplasty. Annals of Surgery, 244, 715-722

Palming, J., Sjöholm, K., Jernâs, M., Lystig, T.C., Gummesson, A., Romeo, S., Lönn, L., Lönn, M.,

Carlsson, B., Carlsson, L.M., (2007). The expression of NAD(P)H: Quinone oxidoreductase 1 is high

in human adipose tissue, reduced by weight loss and correlates with adiposity, insulin sensitivity, and

markers of liver dysfunction. Journal of Clinical endocrinology & Metabolism, 92, 2346-2352

Pan, D.A., Lillioja, S., Kriketos, A.D., Milner, M.R., Baur, L.A., Bogardus, C., Jenkins, A.B., Storlien,

L.H., (1997). Skeletal muscle triglyceride levels are inversely related to insulin action. Diabetes, 46,

983-988

Peeters, A., Barendregt, J.J., Willekens, F., Mackenbach, J.P., Bonneux, L., (2003). Obesity in adult-

hood and its consequences for life expectancy: a life-table analysis. Annals of Internal Medicine, 138,

24-32

Poehlman, E.T., Danforth, E. (1991). Endurance training increases metabolic rate and norepinephrine

appearance rate in older individuals. American Journal of Physiologie, 261, 233-239

70

Pratley, R., Nicklas, B., Rubin, M., Miller, J., Smith, A., Smith, M., Hurley, B., Goldberg, A. (1994).

Strength training increases resting metabolic rate and norepinephrine levels in healthy 50- to 65-yr-old

men. Journal of Applied Physiology, 76, 133-137

Rabol, R., Svendsen, P.F., Skovbro, M., Boushel, R., Haugaard, S.B., Schjerling, P., Schrauwen, P.,

Hesselink, M. K., Nilas, L., Madsbad, S., Dela, F. (2009). Reduced skeletal muscle mitochondrial

respiration and improved glucose metabolism in nondiabetic obese women during a very low calorie

dietary intervention leading to rapid weight loss. Metabolism Clinical and Experimental, 58, 1145-

1152

Ravussin, E., Burnand, B., Schutz, Y., Jéquier, E. (1982). Twenty-four-hour energy expenditure and

resting metabolic rate in obese, moderately obese, and control subjects. The American Journal of Clin-

ical Nutrition, 35, 566-573

Ritov, V.B., Menshikova, E.V., He, J., Ferrell, R.E., Goodpaster, B.H., Kelley, D.E., (2005). Deficien-

cy of subsarcolemmal mitochondria in obesity and type 2 diabetes. Diabetes, 54, 8-14

Salvadori, A., Fanari, P., Mazza, P., Agosti, R., Longhini, E., (1992). Work capacity and cardiopul-

monary adaptation of the obese subject during exercise testing. Chest, 101, 674-679

Serés, L., Lopez-Ayerbe, J., Coll, R., Rodriguez, O., Vila, J., Formiguera, X., Alastrue, A., Rull, M.,

Valle, V., (2006). Increased exercise capacity after surgically induced weight loss in morbid obesity.

Obesity, 14, 273–279

Simoneau, J.A., Colberg, S.R., Thaete, F.L., Kelley, D.E., (1995). Skeletal muscle glycolytic and

oxidative enzyme capacities are determinants of insulin sensitivity and muscle composition in obese

women. FASEBJ., 9, 273-278

Simoneau, J. A., Bouchard, C., (1995b). Genetic determinism of fiber type proportion in human ske-

letal muscle. FASEBJ, 9, 1091-1095

Simoneau, J.A., Kelley, D.E., (1997). Altered glycolytic and oxidative capacities of skeletal muscle

contribute to insulin resistance in NIDDM. Journal of Applied Physiology, 83, 166-171

Simoneau, J.A., Veerkamp, J.H. , Turcotte, L.P., Kelley, D.E., 1999. Markers of capacity to utilize

fatty acids in human skeletal muscle: relation to insulin resistance and obesity and the effects of

weight loss. FASEB J., 13, 2051-2060

71

Stegen, S., Derave, W., Calders, P., Van Laethem, C., Pattyn, P., (2009). Physical fitness in morbidly

obese patients: effect of gastric bypass surgery and exercise training. Epub ahead of print

Stiegler, P., Cunliffe, A., (2006). The role of diet and exercise for the maintance of fat-free mass and

resting metabolic rate during weight loss. Sports Medicine, 36, 239-262

Tacchino, R.M., Mancini, A., Perrelli, M., Bianchi, A., Giampietro, A., Milardi, D., Vezzosi, C.,

Sacco, E., De Marinis, L., (2003). Body composition and energy expenditure: relationship and changes

in obese subjects before and after biliopancreatic diversion. Metabolism, 52, 552-558

Tanner, C.J., Barakat, H.A., Dohm, G.L., Pories, W.J., MacDonald, K G., Cunningham, R.G., Swan-

son, M.S., Houmard, J.A., (2001). Muscle fiber type is associated with obesity and weight loss. Amer-

ican Journal of Physiology –Endocrinology and Metabolism, 282, E1161-E1196

Tarnopolsky, M.A., Rennie, C.D., Robertshaw, H.A., Fedak-Tarnopolsky, S.N., Devries, M.C., Ha-

madeh, M.J., (2007). Influence of endurance exercise training and sex on intramyocellular lipid and

mitochondrial ultrastructure, substrate use, and mitochondrial enzyme activity. American Journal of

Physiology, 292, R1271-R1278

Thamer, C., Machann, J., Bachmann, O., Haap, M., Dahl, D., Wietek, B., Tschritter, O., Niess, A.,

Brechtel, K., Fritsche, A., Claussen, C., Jacob, S., Schick, F., Häring, H.U., Stumvoll, M., (2003).

Intramyocellular lipids: anthropometric determinants and relationships with maximal aerobic capacity

and insulin sensitivity. American Journal of Physiology –Endocrinology and Metabolism, 88, 1785-

1791

Thyfault, J.P., Kraus, R.M., Hickner, R.C., Howell, A.W., Wolfe, R.R., Dohm, G.L. (2004). Impaired

plasma fatty acid oxidation in extremely obese women. American Journal of Physiology –

Endocrinology and Metabolism, 287, 1076-1081

Tice, J.A., Karliner, L., Walsh, J., Petersen, A.J., Feldman, M.D., MPhil (2008). Gastric banding or

bypass? A systematic review comparing the two most popular bariatric procedures. The American

Journal of Medicine, 121, 885-893

Toledo, F.G., Watkins, S., Kelley, D.E. (2006). Changes induced by physical activity and weight loss

in the morphology of intermyofibrillar mitochondria in obese men and women. Journal of Clinical

Endocrinology and Metabolism, 91, 3224-3227

72

Toledo, F.G., Menshikova, E.V., Azuma, K., Radikovà, Z., Kelley, C.A., Ritov, V.B., Kelley, D.E.

(2008). Mitochondrial capacity in skeletal muscle is not stimulated by weight loss despite increases in

insulin action and decreases in intramyocellular lipid content. Diabetes, 57, 987-994

Tremblay, A., Fontaine, E., Poehlman, E.T., Mitchell, D., Perron, L., Bouchard, C. (1986). The effect

of exercise-training on resting metabolic rate in lean and moderately obese individuals. International

Journal of Obesity, 10, 511-517

Van Akkel-Leijssen, D.P., Saris, W.H., Hul, G.B., Van Baak, M.A., (2002). Long-term effects of low-

intensity exercise training on fat metabolism in weight-reduced obese men. Metabolism. 8, 1003-1010

Van Loon, L.J., Koopman, R., Manders, R., van der Weegen, W., van Kranenburg, G.P., Keizer, H.A.

(2004). Intramyocellular lipid content in type 2 diabetes patients compared with overweight sedentary

men and highly trained endurance athletes. American Journal of Physiology – Endocrinology and

Metabolism, 287, E558-E565

Van Loon, L.J., Goodpaster, B.H., (2006). Increased intramuscular lipid storage in the insulin-resistant

and endurance-trained state. European Journal of Physiology, 451, 606-616

Wells, G.D., Noseworthy, M.D., Hamilton, J., Tarnopolski, M., Tein, I., (2008). Skeletal muscle me-

tabolic dysfunction in obesity and metabolic syndrome. Canadian Journal of Neurologic Sciences, 35,

31-40

WHO, (2000). Obesity: preventing and managing the global epidemic – introduction. WHO Technical

Report Series, 894, 1-253

WHO, Global Database on Body Mass Index, internet, 2004

(http://apps.who.int/bmi/index.jsp)

Wilmore, J.H., Costill, D.L., Kenney, W.L., (2008). Physiology of sport and exercise, Leeds, Human

Kinetics, 646-647

Zorzano, A., Liesa, M., Palacin, M., (2009). Role of mitochondrial dynamics proteins in the pathophy-

siology of obesity and type 2 diabetes. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 41,

1846-1854

http://apps.who.int/bmi/index.jsp

Het effect van extreem gewichtsverlies (gastric...

Documents

Transcript of Het effect van extreem gewichtsverlies (gastric...