EX-MET – CERG
EX-MET: Hvor mye trening trengs for å redusere hjerte- og karrisikoen?
Metabolsk syndrom innebærer å ha minst tre risikofaktorer for hjerte- og karsykdom. Trening reduserer nivåene av risikofaktorene som utgjør metabolsk syndrom, og med EX-MET-studien (EXercise in prevention of METabolic syndrome) ønsker vi å finne ut hvilken treningsintensitet og -mengde som er det optimale for personer med tilstanden. Studien ledes fra Trondheim, men vi samarbeider med fem andre forskningssentre over hele verden.
Se forsker Arnt Erik Tjønna fortelle om EX-MET-studien, og møt deltaker Frode som "ble 20 år yngre" etter 16 uker med trening:
Hør Tjønna fortelle mer utfyllende om studien i CERG-podkasten:
Bakgrunn for studien
Omtrent én av fire voksne har metabolsk syndrom, som gir svært forhøyet risiko for hjertesykdom og diabetes. Syndromet innebærer at man har minst tre av risikofaktorene høyt midjemål, høyt blodtrykk, høyt fastende blodsukker, høye nivåer av fett i blodet og lave nivåer av HDL-kolesterol i blodet.
Metabolsk syndrom kan behandles og forebygges med livsstilsendringer, og trening er en nøkkelfaktor. Det er derimot usikker hvor mye og hardt man bør trene, og om slik trening er gjennomførbar i dagliglivet til personer med metabolsk syndrom. EX-MET-studien kan bidra med viktig informasjon som kan lette byrden for helsevesenet og redusere helsekostnader knyttet til hjerte- og karsykdom.
Hvor mye trening trengs?
I samarbeid med forskningssentre i Stavanger, Australia, Tyskland, Brasil og Equador har vi inkludert over 400 voksne med metabolsk syndrom i EX-MET-studien. Studien sammenligner effekten av 4x4-intervalltrening tre dager i uka med å trene slik helsemyndighetene anbefaler med moderat intensitet i minst 30 minutter minst fem dager hver uke.
Ei tredje gruppe deltakere har trent kun ett fireminuttersdrag tre ganger hver uke. Med oppvarming og nedtrapping varer denne økta i bare 17 minutter, og vi ønsker å se om det er et effektivt alternativ som kan gjøre at flere med metabolsk syndrom opprettholder treningen på egen hånd.
Endret helserisiko?
Deltakerne er fulgt opp etter fire måneder og etter henholdsvis ett og tre år. I den første fasen har de møtt til overvåket trening to dager hver uke. Etter fire måneder har de blitt bedt om å gjennomføre treningsøktene på egen hånd og føre treningsdagbok, og kun møtt til overvåket trening totalt ti ganger i resten av studieperioden.
Vi har sett på hvordan treningen har påvirket de fem risikofaktorene for metabolsk syndrom, og om de ulike treningsmetodene har forskjellig effekt. I tillegg har vi undersøkt hvordan ulike typer trening endrer kondisjonen til deltakerne, betennelse i blodet, funksjonen til hjertet og blodårene, og musklenes sammentrekningsegenskaper og energiomsetning.
Helseøkonomi
Vi har brukt bioimpedansvekter til å måle kroppskomposisjonen til deltakerne, og alle har gått med en aktivitetsmonitor i ei uke for å registrere hvor fysisk aktive de er. Vi lagrer også blod fra fastende blodprøver, slik at vi for eksempel kan analysere genene til deltakerne på et senere tidspunkt. I tillegg vurderer vi treningseffekter på blant annet livskvalitet, smerte og medisinbruk.
EX-MET-studien kan gi informasjon som bidrar til bedre folkehelse og lavere kostnader for helsevesenet. Vi gjennomfører derfor også analyser som ser på den helseøkonomiske effekten av treningsintervensjonene. Det gjør vi ved å måle hvor mye hver deltaker har kostet sykehus og primærhelsetjenesten i løpet av perioden studien varer.
God kondis kan beskytte insulinproduserende celler
Dårlig kondis kobles til svekket betacellefunksjon hos personer med metabolsk syndrom. Betaceller i bukspyttkjertelen skiller ut insulin, og for å motvirke høyt blodsukker er man avhengig av at disse cellene fungerer godt. Sammenhengen mellom maksimalt oksygenopptak og betacellefunksjon var uavhengig av fettprosenten, noe som kan tyde på at man bør fokusere minst like mye på økt kondisjon som vektnedgang for å redusere hjerte- og karrisikoen hos personer med metabolsk syndrom.
Studien baserer seg på målinger fra 84 deltakerne i den australske delen av EX-MET, det eneste studiestedet hvor deltakerne gjennomførte en oral glukosebelastningstest. Denne testen gjør det mulig å vurdere betacellefunksjonen på flere måter. Sammenhengen mellom kondisjon og betacellefunksjon ble vurdert før selve treningsperioden i studien. Deltakere med dårlig kondisjon var også mer insulinresistente og hadde høyere fastende blodsukker og langtidsblodsukker enn sprekere deltakere.
Tidsskrift: Journal of Science and Medicine in Sport
På trykk i januar 2017 (publisert på nett 24. mai 2016)
4x4-intervaller bedrer insulinkvaliteten
Hos personer med metabolsk syndrom, men uten diabetes, senker 16 uker med 4x4-intervaller konsentrasjonen av proinsulin i blodet. Denne effekten er verken signifikant ved moderat trening eller 1x4-intervaller. For deltakere med type 2-diabetes var ingen av treningsmetodene effektive for å senke proinsulin. Proinsulin produseres i betacellene i bukspyttkjertelen og er en forløper for insulin. Når betacellefunksjonen er svekket vil insulinet som produseres virke dårligere for å senke blodsukkeret, og det vil produseres mer proinsulin som skilles ut i blodet. Reduksjonen av proinsulin med 4x4-intervalltrening tyder dermed på bedre betacellefunksjon og insulinkvalitet, økt insulinfølsomhet og lavere insulinresistens – noe som igjen gir lavere risiko for å utvikle type 2-diabetes.
66 deltakere fra den australske delen av EX-MET fullførte studien. Etter treningsperioden hadde åtte av dem blitt kvitt diagnosen metabolsk syndrom, og sju av disse tilhørte ei av de to intervalltreningsgruppene. Deltakerne i alle de tre gruppene forbedret enkelte risikofaktorer for hjerte- og karsykdom, men verken fastende blodsukker eller langtidsblodsukker endret seg signifikant i noen av gruppene.
Tidsskrift: Diabetologia
Publisert 1. august 2016
1x4-intervaller kan redusere hjertets pumpebelastning
12 minutter høyintensitetstrening hver uke i fire måneder kan senke det såkalte reservoartrykket i hovedpulsåren for personer med metabolsk syndrom. Endringene henger sammen med lavere hvilepuls og lavere systolisk blodtrykk, og kan tyde på at treningen gjør perifere blodårer mer elastiske. For akkurat dette målet ser effekten av tre ukentlige økter med 1x4-minuttersintervaller faktisk ut til å kunne være større enn ved 4x4-intervalltrening og langvarig moderat trening, hvor reservoartrykket ikke ble signifikant redusert etter 16 uker.
Hver gang hjertet pumper ut blod må reservoartrykket i hovedpulsåren overvinnes. Høyt reservoartrykk kan tyde på stive blodårer, og jo lavere trykket er, jo lavere vil belastningen på hjertet være for hvert slag. Artikkelen baserer seg på de 66 deltakerne som fullførte EX-MET i Brisbane i Australia, og ser også på treningens effekt på kroppskomposisjon. Fettprosent og kroppsvekt ble kun redusert i gruppa som trente 4x4-intervaller, mens midjemål, BMI og muskelmasse ikke endret seg i noen av gruppene.
Tidsskrift: Journal of Hypertension
Publisert i oktober 2016
Hjerterytmen vår varierer naturlig, og hjertet slår litt raskere når vi puster inn enn når vi puster ut. Hos personer med metabolsk syndrom kan denne hjerterytmevariasjonen være redusert på grunn av et overaktivt sympatisk nervesystem. Etter 16 uker hadde flere mål på hjerterytmevariasjon bedret seg blant deltakere som trente 4x4-intervaller, men ikke blant de som trente 1x4-intervaller eller med moderat, kontinuerlig intensitet. Hvilepulsen sank derimot mest i moderatgruppa.
Funnene er viktige ettersom svekket hjerterytmevariasjon både er koblet til økt insulinresistens og økt risiko for alvorlige hjerterytmeforstyrrelser og plutselig død. Det er kun forskere i Brisbane i Australia som har målt hjerterytmevariasjon i forbindelse med EX-MET-studien. Totalt 56 deltakere med metabolsk syndrom fullførte de 16 treningsukene resultatene baserer seg på.
Tidsskrift: International Journal of Cardiology
På trykk 15. oktober 2017 (publisert på nett 24. juli 2017)
12 intensive treningsminutter i uka reduserer metabolsk syndrom
Tre økter med 1x4-intervaller hver uke i 16 uker er tilsynelatende like effektivt som tre ukentlige økter med 4x4-intervaller for å redusere alvorlighetsgraden av metabolsk syndrom. Resultatene fra den australske delen av EX-MET-studien viser sammen effekt av de korte intervalltreningsøktene som av fem ukentlige halvtimer med moderat treningsintensitet. Inkludert oppvarming og nedtrapping trente 1x4-gruppa 51 minutter hver uke, sammenlignet med 114 minutter i 4x4-gruppa og 150 minutter i moderatgruppa.
Etter at de 65 deltakerne hadde fullført treningsperioden hadde 57 fortsatt metabolsk syndrom. Fire av de som var kvitt diagnosen hadde trent 1x4-intervaller, tre hadde trent 4x4-intervaller, mens én av dem var deltaker i moderatgruppa. En mye brukt z-score-kalkulator som vurderer alvorlighetsgraden av metabolsk syndrom viste ingen signifikant forskjell mellom de tre gruppene etter de 16 ukene. Alle gruppene hadde forbedret z-scoren signifikant i løpet av treningsperioden.
Tidsskrift: Metabolic Syndrome and Related Disorders
Publisert: 1. september 2017
Oksidativt stress økte ikke etter maksimal belastningstest
Trening kan øke produksjonen av frie radikaler og andre reaktive oksygenforbindelser. EX-MET-forskerne i Australia kunne imidlertid ikke påvise noen forskjell i oksidativt stress før og etter den maksimale oksygenopptakstesten deltakerne gjennomførte før treningsperioden. Det var heller ingen sammenheng mellom høyere alvorlighetsgrad av metabolsk syndrom og økt oksidativt stress.
Studien inkluderer 63 deltakere som fikk målt nivåene av fire ulike reaktive oksygenforbindelser både ti minutter før og fem minutter etter treningstesten. Ingen av de fire markørene endret seg signifikant etter testen. Funnene er overraskende, ettersom samme forskergruppe tidligere har vist økt oksidativt stress etter en tilsvarende test hos friske, unge. I utgangspunktet kan man tenke seg at denne responsen burde være enda større hos eldre og sykere mennesker med dårligere antioksidativt forsvar. Funnene støtter dermed ikke bruken av en kort, utmattende treningstest for å måle treningsindusert oksidativt stress blant personer med metabolsk syndrom.
Tidsskrift: Biomarkers
Publisert: 9. april 2019
Mer av gunstig betennelsesstoff hos de som spiser mest fiber
Både høyt fiberinntak og god kondisjon henger sammen med nivåene av markøren interleukin-22 i blodet til personer med metabolsk syndrom. Interleukin-22 bidrar til å forsterke epitelvevet som dekker de fleste flatene i kroppen, og som dermed kan utgjøre en barriere mot betennelse som kan skade vev og celler. Etter statistisk justering for andre faktorer som kan forklare sammenhengene, hang fortsatt fiberinntak signifikant sammen med interleukin-22-nivåene.
48 av deltakerne i den australske delen av EX-MET rapporterte kosthold for tre sammenhengende dager før studien starten. Halvparten som spiste mest fiber hadde i snitt 4–5 ganger høyere nivåer av interleukin-22 enn halvparten som spiste minst. Resultatene støtter anbefalingene om å oppfordre personer med metabolsk syndrom til spise mer fiber.
Tidsskrift: Nutrients
Publisert 11. april 2019
Gener kan påvirke treningseffekt på hjerterytmevariasjonen
Blant EX-MET-deltakerne i Brasil forbedret både 4x4-intervaller og trening med moderat intensitet i 16 uker de fleste mål på hjerterytmevariasjon, mens 1x4-intervalltrening hadde effekt på færre av målene. Funnene er noenlunde i tråd med resultatene fra Australia, hvor også 4x4-intervaller viste mest uttalt effekt på hjerterytmevariasjon.
Gruppa i Brasil har i tillegg undersøkt om ulike genvarianter som koder for beta-adrenerge reseptorer spiller inn på treningeffekten. Disse reseptorene har en viktig funksjon i det autonome nervesystemet, og derfor også for kontroll av hjerterytmevariasjon. Analysene viser at deltakerne kunne forvente forbedring i noen mål på hjerterytmevariasjon uansett hvilke genvarianter de hadde, men det genetiske utgangspunktet så likevel ut til å ha betydning for hvilke mål man kunne forvente framgang. Studien inkluderer 70 personer med metabolsk syndrom.
Tidsskrift: European Journal of Applied Physiology
Publisert 8. januar 2020
4x4-effekten hemmes muligens av diabetesmedisin
Australske EX-MET-deltakere som brukte det blodsukkerregulerende medikamentet metformin hadde generelt sett like god treningseffekt som resten med tanke på å redusere alvorlighetsgraden av metabolsk syndrom. 18 av de 65 som fullførte studien stod på metformin. Både blant deltakere som brukte metformin og de som ikke gjorde det forbedret rett i underkant av 50 % z-scoren for alvorlighetsgrad av metabolsk syndrom.
Blant deltakerne i 1x4-gruppa ble alvorlighetsgraden redusert hos 5 av 8 deltakere som brukte metformin, mens det samme gjaldt 2 av 4 i gruppa som trente moderat. I 4x4-gruppa oppnådde derimot kun 1 av 7 deltakere på metformin framgang i z-score, noe som utgjorde en signifikant lavere andel enn blant de som trente 4x4-intervaller uten å stå på metformin. Resultatene kan dermed kanskje tyde på at metformin bremser effekten av trening med høy intensitet og høyt volum for personer med metabolsk syndrom, men dette må undersøkes nærmere i større studier før man kan si noe sikkert.
Tidsskrift: International Journal of Environmental Research and Public Health
Publisert 24. mai 2020
Intervalltrening øker nivåene av cellebeskyttende stoff
Interleukin-22 kan beskytte både insulinproduserende betaceller og celler i blodåreveggen fra skader som følge av høyt blodsukker og fettstoffer. Resultatene fra den australske delen av EX-MET indikerer at nivåene av interleukin-22 i blodet øker både etter 16 uker med 1x4-intervaller og 4x4-intervaller, mens de tenderer til å synke etter trening med moderat intensitet.
Studien inkluderer blodprøver fra 39 av personene som fullførte treningsperioden på 16 uker. Nivåene økte med gjennomsnittlig 16 % både blant de som trente 1x4-intervaller og de som trente 4x4-intervaller tre dager i uka. Derimot ble nivåene redusert med 17 % i moderatintensitetsgruppa. Forskjellen mellom intervalltrening og moderat trening var imidlertid ikke statistisk signifikante, så resultatene gjør oss ikke helt sikre på at de to treningsmetodene faktisk har motsatt effekt. Hvilken helsemessig betydning endringen i interleukin-22-nivåer har er også usikker.
Tidsskrift: Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity: Targets and Therapy
Publisert 9. juli 2020
Økt kondisjon etter trening ved metabolsk syndrom
Helsa ble tilsynelatende påvirket likt etter 16 uker med organiserte 4x4-intervaller, 1x4-intervaller og kontinuerlig moderat trening hos 29 pasienter fra den tyske delen av EX-MET-studien. Verken midjemål, blodsukker, blodfett- og kolesterolverdier eller kondisjon endret seg ulikt i de tre gruppene.
I de tre gruppene samlet sett økte det maksimale oksygenopptaket til deltakerne med nesten 3 ml/kg/min i gjennomsnitt. Etter treningsperioden ble de også mindre slitne av å gjennomføre oppvarming med en gitt belastning. Disse forbedringene kan ha stort betydning for hverdagen til pasienter med metabolsk syndrom.
Tidsskrift: Metabolic Syndrome and Related Disorders
Publisert på nett 24. november 2020
Følg oss i sosiale medier:
Send oss en e-post:
cerg-post@mh.ntnu.no
Send oss vanlig post:
NTNU, Fakultet for medisin og helsevitenskap
Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk
Postboks 8905
7491 Trondheim
Besøk oss:
St. Olavs Hospital
Prinsesse Kristinas gt. 3
Akutten og Hjerte-lunge-senteret, 3. etg.
7006 Trondheim
NTNU-forskere som har bidratt i artikler fra EX-MET
-
Øyvind Olav Salvesen Førsteamanuensis
+4772574608 oyvind.salvesen@ntnu.no Institutt for samfunnsmedisin og sykepleie -
Arnt Erik Tjønna Senioringeniør/Forsker
+4741927885 +4772828358 arnt.e.tjonna@ntnu.no Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk -
Ulrik Wisløff Professor og leder av CERG
+4772828113 ulrik.wisloff@ntnu.no Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk
Liste over vitenskapelige artikler fra EX-MET
2024:
Lechner, K., Kia, S., von Korn, P., Dinges, S. M., Mueller, S., Tjønna, A. E., Wisløff, U., van Craenenbroeck, E. M., Pieske, B., Adams, V., Pressler, A., Landmesser, U., Halle, M., & Kränkel, N. (2024). Cardiometabolic and immune response to exercise training in patients with metabolic syndrome: retrospective analysis of two randomized clinical trials. Frontiers in Cardiovascular Medicine, 11, 1329633.
2020:
Ramos, J. S., Dalleck, L. C., Stennett, R. C., Mielke, G. I., Keating, S. E., Murray, L., Hasnain, S. Z., Fassett, R. G., McGuckin, M., Croci, I., & Coombes, J. S. (2020). Effect of Different Volumes of Interval Training and Continuous Exercise on Interleukin-22 in Adults with Metabolic Syndrome: A Randomized Trial. Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity: Targets and Therapy, 13, 2443.
Ramos, J. S., Dalleck, L. C., Keith, C. E., Fennell, M., Lee, Z., Drummond, C., Keating, S. E., Fassett, R. G., & Coombes, J. S. (2020). Optimizing the Interaction of Exercise Volume and Metformin to Induce a Clinically Significant Reduction in Metabolic Syndrome Severity: A Randomised Trial. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(10), 3695.
Rodrigues, J. A. L., Ferrari, G. D., Trapé, Á. A., de Moraes, V. N., Gonçalves, T. C. P., Tavares, S. S., Tjønna, A. E., de Souza, H. C. D., & Júnior, C. R. B. (2020). β 2 adrenergic interaction and cardiac autonomic function: effects of aerobic training in overweight/obese individuals. European Journal of Applied Physiology, 120(3), 613-624.
2019:
Torquati, L., Coombes, J. S., Murray, L., Hasnain, S. Z., Mallard, A. R., McGuckin, M. A., Fassett, R. G., Croci, I., & Ramos, J. S. (2019). Fibre Intake Is Independently Associated with Increased Circulating Interleukin-22 in Individuals with Metabolic Syndrome. Nutrients, 11(4), 815.
Mallard, A. R., Ramos, J. S., Roberts, L. A., Centner, C. M., Fassett, R. G., & Coombes, J. S. (2019). The association between metabolic syndrome severity and oxidative stress induced by maximal exercise testing–a cross-sectional study. Biomarkers, 24(4), 394-400.
2018:
Tjønna, A. E., Ramos, J. S., Pressler, A., Halle, M., Jungbluth, K., Ermacora, E., Salvesen, Ø., Rodrigues, J., Bueno jr., C. R., Munk, P. S., Coombes, J., & Wisløff, U. (2018). EX-MET study: exercise in prevention on of metabolic syndrome–a randomized multicenter trial: rational and design. BMC public health, 18(1), 437.
2017:
Ramos, J. S., Dalleck, L. C., Borrani, F., Beetham, K. S., Wallen, M. P., Mallard, A. R., Clark, B., Gomersall, S., Keating, S. E., Fassett, R. G., & Coombes, J. S. (2017). Low-volume high-intensity interval training is sufficient to ameliorate the severity of metabolic syndrome. Metabolic syndrome and related disorders, 15(7), 319-328.
Ramos, J. S., Dalleck, L. C., Borrani, F., Beetham, K. S., Mielke, G. I., Dias, K. A., Wallen, M. P. Keating, S. H., Fassett, R. G., & Coombes, J. S. (2017). High-intensity interval training and cardiac autonomic control in individuals with metabolic syndrome: a randomised trial. International journal of cardiology, 245, 245-252.
2016:
Ramos, J. S., Dalleck, L. C., Ramos, M. V., Borrani, F., Roberts, L., Gomersall, S., Beetham, K. S., Dias, K. A., Keating, S. E., Fassett, R. G., Sharman, J. E., & Coombes, J. S. (2016). 12 min/week of high-intensity interval training reduces aortic reservoir pressure in individuals with metabolic syndrome: a randomized trial. Journal of hypertension, 34(10), 1977-1987.
Ramos, J. S., Dalleck, L. C., Borrani, F., Mallard, A. R., Clark, B., Keating, S. E., Fassett, R. G., & Coombes, J. S. (2016). The effect of different volumes of high-intensity interval training on proinsulin in participants with the metabolic syndrome: a randomised trial. Diabetologia, 59(11), 2308-2320.
Ramos, J. S., Dalleck, L. C., Borrani, F., Fassett, R. G., & Coombes, J. S. (2017). Cardiorespiratory fitness is positively associated with increased pancreatic beta cell function independent of fatness in individuals with the metabolic syndrome: Fitness versus fatness. Journal of science and medicine in sport, 20(1), 45-49.