Association of glucose metabolism, physical activity and fitness with peripheral nervous system function in overweight people

• Main Author: Isojärvi, H. (Henri)
• Other Authors: Korpelainen, R. (Raija)
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Oulun yliopisto 2018
• Subjects: cardiorespiratory fitness; hyperinsulinemia; insulin resistance; overweight; peripheral nervous system; fyysinen kunto; insuliiniresistenssi; ylipaino; ääreishermosto
• Online Access: http://urn.fi/urn:isbn:9789526219158; http://nbn-resolving.de/urn:isbn:9789526219158

Abstract Type 2 diabetes causes impairment of peripheral nervous system (PNS) function, which can result in symptoms such as pain and numbness. Disturbances in glucose metabolism inflict negative alterations on PNS function even before diabetes occurs. Forty non-diabetic overweight (BMI 25–30) or obese (BMI > 30) working-age adults without polyneuropathy were enrolled in this study. PNS function was measured at baseline and after 3 years by peroneal motor nerve and radial, sural, and medial plantar sensory nerve conduction studies (NCS). At baseline, serum insulin and glucose levels (fasting, 30 min, and 120 min) were measured with a 2-hour oral glucose tolerance test (OGTT), and fasting serum cholesterol and triglyceride levels were measured. Maximal oxygen uptake (VO2max) was measured with an incremental bicycle ergometer test. Physical activity at the age of 15, 30, and current age was defined by a questionnaire. Current physical activity was also measured with a pedometer. At 3-year follow-up, serum insulin and glucose values were measured with a 2-hour OGTT, and serum fasting cholesterol and triglyceride values were measured. At baseline, a serum insulin level at 120 min was positively and statistically significantly associated with peroneus nerve F-wave minimum and maximum latency time, sural nerve latency and nerve conduction velocity (NCV), and medial plantar NCV. VO2max was positively associated with amplitudes of the distal and proximal peroneus nerve and medial plantar nerve. Physical activity at the age of 30 was positively and significantly associated with peroneus NCV, F-wave maximum latency, medial plantar latency, and NCV. At the 3-year follow-up study, all sensory nerve amplitudes decreased significantly, and a 120-min insulin change was positively associated with changes in peroneus NCV, F-wave average latency, sural NCV, and medial plantar NCV. Serum 120-min insulin values were positively associated with NCVs. Physical activity and fitness were positively associated with PNS function. The significant decrease in all sensory nerve amplitudes during follow-up demonstrates that negative alterations may already occur in overweight and obese adults without diabetes. Overweight and obese adults should be encouraged to have an active lifestyle, as even a small increase in physical activity might have a positive effect on PNS function. === Tiivistelmä Tyypin 2 diabetes aiheuttaa ääreishermoston toiminnan heikentymistä, mikä voi oireilla raajoissa kipuna ja tunnottomuutena. Sokeritasapainon häiriintyminen vaikuttaa haitallisesti ääreishermoston toimintaan jo ennen varsinaisen diabeteksen puhkeamista. Tutkimusaineistona olivat 40 ylipainoista (BMI 25-30) tai lihavaa (BMI>30) työikäistä henkilöä, jotka eivät sairastaneet tyypin 2 diabetesta tai polyneuropatiaa. Heille tehtiin seurannan alussa ja lopussa motorisen peroneushermon sekä sensoristen radius-, suralis- ja mediaalisen plantaarihermon hermoratatutkimus. Seurannan alussa heiltä määritettiin seerumin insuliini- ja glukoosiarvot (paasto, 30 min ja 120 min) kahden tunnin sokerirasituskokeella sekä seerumin paastokolesteroli- ja paastotriglyseridiarvot. Maksimaalinen hapenottokyky (VO2max) mitattiin polkupyöräergometrillä. Fyysinen aktiivisuus 15- ja 30-vuotiaana sekä tutkimushetkellä selvitettiin kyselyllä. Nykyinen aktiivisuus mitattiin myös kiihtyvyysanturiin perustuvalla askelmittarilla. Kolmen vuoden seurannassa 29 tutkittavalta määritettiin seerumin insuliini- ja glukoosiarvot kahden tunnin sokerirasituskokeella sekä seerumin paastokolesteroli- ja paastotriglyseridiarvot. Alkutilanteessa 120 minuutin insuliiniarvo oli positiivisesti ja tilastollisesti merkitsevästi yhteydessä peroneushermon F-aallon minimi- ja maksimilatenssiaikaan, suralishermon latenssiaikaan ja johtumisnopeuteen sekä mediaalisen plantaarihermon johtumisnopeuteen. VO2max oli positiivisesti yhteydessä peroneushermon distaalisen ja proksimaalisen vasteen voimakkuuteen (amplitudi) sekä mediaalisen plantaarihermon vasteen voimakkuuteen. Fyysinen aktiivisuus 30 vuoden iässä oli positiivisesti ja merkitsevästi yhteydessä peroneushermon johtumisnopeuteen, F-aallon maksimilatenssiaikaan, mediaalisen plantaarihermon latenssiaikaan sekä johtumisnopeuteen. Seurantatutkimuksessa kaikkien sensoristen hermojen vasteet pienenivät merkitsevästi ja seerumin 120 min insuliiniarvon muutos oli positiivisesti yhteydessä peroneushermon johtumisnopeuden, F-aallon keskiarvolatenssiajan, suralishermon johtumisnopeuden sekä mediaalisen plantaarihermon johtumisnopeuden muutokseen. Seerumin 120 min insuliiniarvot olivat positiivisesti yhteydessä ääreishermojen johtumisnopeuksiin. Fyysinen aktiivisuus ja kunto olivat positiivisesti yhteydessä ääreishermoston toimintaan. Negatiiviset muutokset sensoristen hermojen vasteissa seurantatutkimuksessa osoittavat, että negatiivisia muutoksia ääreishermoston toimintaan voi tapahtua ylipainoisilla henkilöillä jo ilman diabetesta. Ylipainoisia tulee kannustaa liikkumaan, sillä vähäiselläkin liikunnan lisäyksellä voi olla positiivinen vaikutus myös ääreishermoston toimintaan.