Fyysisen aktiivisuuden yhteys metaboliseen oireyhtymään ja kardiometabolisiin riskitekijöihin lapsilla

1 Fyysisen aktiivisuuden yhteys metaboliseen oireyhtymään ja kardiometabolisiin riskitekijöihin lapsilla Maija Eerikäinen Tutkielma Lääketieteen koulutusohjelma Itä-Suomen yliopisto Terveystieteiden tiedekunta Lääketieteen laitos / Fysiologia / Biolääketieteen laitos Elokuu 2016

2 ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO, Terveystieteiden tiedekunta Lääketieteen laitos Lääketieteen koulutusohjelma EERIKÄINEN, MAIJA : Fyysisen aktiivisuuden yhteys metaboliseen oireyhtymään ja kardiometabolisiin riskitekijöihin lapsilla Opinnäytetutkielma, 58 sivua Tutkielman ohjaajat, TtM Juuso Väistö, LitM Eeva-Kaarina Lampinen Elokuu 2016 Asiasanat: lapset, fyysinen aktiivisuus, liikunta, metabolinen oireyhtymä, lihavuus, insuliiniresistenssi, dyslipidemia, verenpaine, riskitekijät Lapsuusiän lihavuus on lisääntynyt huolestuttavassa määrin viime vuosikymmenten aikana ja on seurausta liian vähäisestä fyysisestä aktiivisuudesta sekä epäterveellisestä ravinnosta. Lapsilla voidaan lisäksi havaita kardiometabolisia riskitekijöitä eli dyslipidemiaa, kohonnutta verenpainetta, häiriintynyttä sokeriaineenvaihduntaa ja insuliiniresistenssiä. Ylipaino ja lihavuus ovat näiden riskitekijöiden tärkein etiologinen tekijä, ja ylipainon lisääntymisen myötä myös lapsuusiän kardiometabolisten riskitekijöiden merkitys on saanut kasvavaa huomiota. Kardiometaboliset riskitekijät lapsilla ennustavat myöhempää sairastavuutta muun muassa sydän- ja verisuonisairauksiin sekä tyypin 2 diabetekseen, ja muodostavat näin merkittävän kansanterveydellisen ongelman. Kardiometabolisilla riskitekijöillä on taipumus kasautua samoille yksilöille ja tätä riskitekijöiden yhtäaikaista esiintymistä on kuvattu termillä metabolinen oireyhtymä. Yksimielisyyttä lasten metabolisen oireyhtymän kriteereistä ei ole ponnekkaista yrityksistä huolimatta saavutettu, ja viime aikoina myös diagnoosin tarpeellisuus on yhä enemmän kyseenalaistettu. Painopisteen tulisi olla diagnosoinnin sijaan riskiyksilöiden tunnistamisessa ja varhaisessa hoitamisessa, sekä ylipainon ja riskitekijöiden kertymistä ennaltaehkäisevissä toimenpiteissä. Lisääntyvän tutkimustiedon myötä fyysisen aktiivisuuden merkitys kardiometabolisten riskitekijöiden kehittymisessä, ennaltaehkäisyssä ja hoidossa on tunnistettu. Nykyinen tutkimusnäyttö sekä poikkileikkaus- että interventiotutkimuksista on osoittanut, että fyysisen aktiivisuuden lisäämisellä voidaan merkittävästi vähentää kardiometabolisia riskitekijöitä ja kardiometabolista kokonaisriskiä lapsilla. Erityiseen asemaan fyysisen aktiivisuuden nostaa se, että fyysisellä aktiivisuudella on sekä ylipainon vähenemisen kautta välittyvä että sellaisia ylipainosta riippumattomia edullisia vaikutuksia kardiometabolisiin riskitekijöihin, joita ei pelkällä laihduttamisella voida saavuttaa. Liikuntasuosituksilla on pyritty ohjaamaan fyysisen aktiivisuuden määrää terveyttä edistävälle tasolle. Ongelmana kuitenkin on suositusten vaillinainen toteutuminen, koska vain osa lapsista saavuttaa terveyden kannalta suositeltavan määrän liikuntaa. Huomion pitäisikin kiinnittyä tehokkaampaan fyysisen aktiivisuuden edistämiseen paitsi riskiyksilöillä

3 myös koko väestön tasolla. Käytännössä tämä tarkoittaa muun muassa terveyskasvatusta niin kouluissa kuin perheissäkin sekä poliittista päätöksentekoa, jolla mahdollistetaan liikunnan harrastaminen ja kaikenlainen muu fyysinen aktiivisuus. Tässä kirjallisuuskatsauksessa perehdytään tämänhetkiseen tietoon lapsuusiän kardiometabolisista riskitekijöistä ja metabolisesta oireyhtymästä sekä lasten fyysisestä aktiivisuudesta. Erityisesti tarkasteluun nostetaan lasten metabolisen oireyhtymän käsite, siihen liittyvät yksittäiset kardiometaboliset riskitekijät sekä tieteellinen näyttö fyysisen aktiivisuuden ja kunnon merkityksestä näiden ehkäisyssä ja hoitamisessa. Lopuksi pohditaan mahdollisia keinoja vaikuttaa lasten kardiometabolisiin riskitekijöihin ja myöhempään sairastavuuteen fyysistä aktiivisuutta edistämällä.

4 UNIVERSITY OF EASTERN FINLAND, Faculty of Health Sciences School of Medicine Medicine EERIKÄINEN, MAIJA : Association of physical activity on metabolic syndrome and cardiometabolic risk factors in children Thesis, 58 pages Tutors: Juuso Väistö, TtM, Eeva-Kaarina Lampinen, LitM August 2016 Keywords: Child, Motor activity/physiology, Metabolic Syndrome X, Blood glucose/metabolism, Lipoproteins HDL/Blood, Triglycerides/Blood, Blood pressure, Risk factors The prevalence of childhood obesity has increased alarmingly during the last decades and that is the result of unhealthy life style, physical inactivity and unhealthy nutrition. This has led to increasing knowledge and concern about the cardiometabolic risk factors among children. Obesity is the main etiological factor for the development and clustering of cardiometabolic risk factors that include insulin resistance, glucose intolerance, dyslipidemia and hypertension. These metabolic changes are major risk factors for cardiovascular disease and type 2 diabetes and therefore presenting a significant public health issue in the pediatric population. The cardiometabolic risk factors have the tendency to accumulate in the same individuals. The term metabolic syndrome has been used to describe this condition among adults, and in the past decade also among children. However, regardless of the vigorous attempts, the researchers have been unable to reach a consensus about the diagnostic criteria for the metabolic syndrome in children. During the recent years even the utility of the diagnosis has been questioned and the emphasis has been placed on the recognition, early treatment and prevention of the cardiometabolic risk factors. Increasing physical activity has been recognized as a potential way to prevent and treat the cardiometabolic risk factors. Number of both cross-sectional and interventional studies have shown the power of physical activity to significantly reduce the cardiometabolic risk in children. The superiority of physical activity as a therapeutic tool is based on the finding that physical activity not only reduces adiposity but also the cardiometabolic risk factors independently of the change in adiposity. The national and global recommendations on physical activity in children have been created to define the adequate level of physical activity and to promote health through physical activity. However, the compliance to the recommendations is not adequate as only about one third of children accumulate the recommended amount of moderate to vigorous physical activity daily. The promotion of physical activity should therefore be more determined in order to attain health benefits. Increasing physical activity is a safe and effective way to promote health. Therefore, the actions should not be restricted to high

5 risk individuals only but implemented at population level. In practice, this would mean placing the focus on health education at schools and homes as well as on political decision making that promotes physical activity. This literature review aims to summarize the current knowledge about the association between physical activity and cardiometabolic risk in children. The metabolic syndrome and cardiometabolic risk factors as well as the association between physical activity and cardiometabolic risk in children is examined. Finally, the role of physical activity in prevention and treatment of cardiometabolic risk factors is discussed and suggestions how to promote childhood physical activity are made.

6 Sisällys 1 JOHDANTO... 7 2 KARDIOMETABOLINEN RISKI LAPSILLA...10 2.1 METABOLINEN OIREYHTYMÄ JA KARDIOMETABOLISET RISKITEKIJÄT...10 2.2 LASTEN METABOLISEN OIREYHTYMÄN DIAGNOSTISET KRITEERIT...10 2.3 METABOLISEN OIREYHTYMÄN ESIINTYVYYS...13 2.4 KARDIOMETABOLISEN RISKIN ARVIOINNIN HAASTEET...13 2.5 JATKUVAN SUMMAMUUTTUJAN KÄYTTÖ KARDIOMETABOLISEN RISKIN ARVIOINNISSA...14 3 KARDIOMETABOLISET RISKITEKIJÄT LAPSILLA...15 3.1 YLIPAINO JA LIHAVUUS...15 3.2 INSULIINIRESISTENSSI JA HÄIRIINTYNYT GLUKOOSIAINEENVAIHDUNTA...17 3.3 DYSLIPIDEMIA...19 3.4 KOHONNUT VERENPAINE...20 3.5 MUUT TEKIJÄT...22 4 FYYSINEN AKTIIVISUUS...23 4.1 FYYSISEN AKTIIVISUUDEN MÄÄRITELMÄ JA FYYSINEN AKTIIVISUUS LAPSILLA...23 4.2 FYYSISEN AKTIIVISUUDEN YHTEYS KARDIOMETABOLISEEN RISKIIN POIKKILEIKKAUSTUTKIMUKSISSA...23 4.3 FYYSISEN AKTIIVISUUDEN YHTEYS KARDIOMETABOLISEEN RISKIIN SEURANTATUTKIMUKSISSA...24 4.4 FYYSISEN AKTIIVISUUDEN INTENSITEETIN MERKITYS KARDIOMETABOLISEN RISKIN PIENENEMISESSÄ...25 4.5 INTERVENTIOTUTKIMUKSISSA TODETTU FYYSISEN AKTIIVISUUDEN VAIKUTUS KARDIOMETABOLISEEN RISKIIN 26 5 FYYSINEN KUNTO JA SUORITUSKYKY...29 5.1 FYYSISEN KUNNON JA SUORITUSKYVYN MÄÄRITELMÄ...29 5.2 FYYSISEN KUNNON YHTEYS KARDIOMETABOLISEEN RISKIIN...29 6 FYYSINEN INAKTIIVISUUS...32 6.1 FYYSISEN INAKTIIVISUUDEN MÄÄRITELMÄ...32 6.2 FYYSISEN INAKTIIVISUUDEN YHTEYS KARDIOMETABOLISEEN RISKIIN...32 7 FYYSISEN AKTIIVISUUDEN FYSIOLOGISET VAIKUTUKSET KARDIOMETABOLISIIN RISKITEKIJÖIHIN...34 7.1 SOKERI- JA INSULIINIAINEENVAIHDUNTA...35 7.2 RASVA-AINEENVAIHDUNTA...35 7.3 VERENPAINE...36 7.4 ENDOTEELIN TOIMINTA JA MATALA-ASTEINEN TULEHDUS...36 8 LASTEN FYYSISEN AKTIIVISUUDEN SUOSITUKSET...38 8.1 SUOSITUSTEN TOTEUTUMINEN...39 9 POHDINTA...41 9.1 KARDIOMETABOLISTEN RISKITEKIJÖISEN MERKITYS JA METABOLISEN OIREYHTYMÄN KÄSITE...41 9.2 FYYSISEN AKTIIVISUUDEN JA KUNNON ITSENÄINEN VAIKUTUS KARDIOMETABOLISEEN RISKIIN...42 9.3 LASTEN FYYSISEN AKTIIVISUUDEN EDISTÄMINEN...43 10 JOHTOPÄÄTÖKSET...48 LÄHTEET...49

7 1 Johdanto Lasten lihavuus on saavuttanut maailmanlaajuisen epidemian mittasuhteet ja tuonut mukanaan merkittävän kansanterveydellisen ongelman aiheuttamansa myöhemmän sairastuvuuden myötä. (1) Ylipainoisuuden ja lihavuuden esiintyvyys on tasaisesti lisääntynyt viime vuosikymmenten aikana kaiken ikäisillä lapsilla ja nuorilla Suomessa. (2) Suomalaisista alakouluikäisistä tytöistä yli 15 % ja pojista yli 10 % on ylipainoisia tai lihavia. (3,4) Yhdysvalloissa vastaava lapsuusiän lihavuuden kasvu vaikuttaisi aivan viime vuosina taittuneen ja joissain ikäryhmissä jopa hieman vähentyneen, mutta ylipainoisten lasten määrä on tästä kehityksestä huolimatta huomattavan suuri. (5) Lapsuusiän ylipaino ja lihavuus altistavat sairastumiselle moniin kroonisiin sairauksiin, kuten sydän- ja verisuonitauteihin sekä tyypin 2 diabetekseen myöhemmin elämässä. (6,7) Sairastumisen riskiä lisääviä tekijöitä kutsutaan kardiometabolisiksi riskitekijöiksi. Näitä riskitekijöitä ovat liiallisen rasvakudoksen kertyminen erityisesti keskivartalon alueelle, insuliiniresistenssi, heikentynyt glukoosin sieto, rasva-aineenvaihdunnan häiriöt eli dyslipidemia sekä kohonnut verenpaine. Kardiometabolisten riskitekijöiden yhtäaikaista esiintymistä yksilöllä voidaan kuvata käsitteellä metabolinen oireyhtymä. Merkittävää on, että myös lapsilla lihavuus aiheuttaa haitallisia aineenvaihdunnallisia muutoksia ja metabolisen oireyhtymän tunnusmerkit täyttävää kardiometabolisten riskitekijöiden kasautumista. (5,8) Lasten metaboliselle oireyhtymälle on esitetty lukuisia erilaisia diagnostisia kriteerejä, eikä yksimielisyyttä siitä, mitä näistä tulisi käyttää, ole saavutettu. (9) Lisäksi eriäviä mielipiteitä on myös siitä, onko metabolisen oireyhtymän diagnoosi ylipäänsä tarpeellinen lapsilla. Lapsuus- ja nuoruusiän ylipaino ja kardiometaboliset riskitekijät säilyvät suurella todennäköisyydellä aikuisuuteen (6), minkä vuoksi tarvitaan tehokkaita keinoja puuttua näihin riskitekijöihin mahdollisimman varhain. Merkittävimpiä lihavuuden ja kardiometabolisten riskitekijöiden kertymisen syitä ovat epäterveellinen ravinto ja fyysinen inaktiivisuus eli liian vähäinen liikunta ja liiallinen passiivisten aktiviteettien, kuten viihdemedioiden parissa käytetty aika. (10,11)

8 Erityisesti fyysisen aktiivisuuden merkityksestä lihavuuden ja kardiometabolisten riskitekijöiden ennaltaehkäisyssä ja hoidossa on viime vuosina julkaistu lisääntyvässä määrin tutkimusnäyttöä. Fyysinen aktiivisuus on tunnistettu sekä merkittäväksi suojaavaksi tekijäksi (12,13) että tehokkaaksi interventioksi (14-17). Lisäksi fyysisen aktiivisuuden on havaittu vaikuttavan suotuisasti kardiometabolisiin riskitekijöihin myös lihavuuden asteesta riippumatta. (18-20) Suomalaisten fyysisen aktiivisuuden suositusten mukaan lasten tulisi harrastaa vähintään kohtalaisen rasittavaa liikuntaa ainakin 60 minuuttia päivittäin. (21) Kansainväliset suositukset ovat pääasiassa samansuuntaisia, ja muun muassa Maailman terveysjärjestö WHO suosittaa 60 minuutin päivittäistä liikuntaa lapsille ja nuorille, mutta maakohtaisia eroja löytyy. (22) Ongelmana on, että suositukset toteutuvat vain noin kolmanneksella lapsista. (23,24) Lisäksi siitä, kuinka paljon ja minkälaista fyysisen aktiivisuuden tulisi olla, jotta optimaalinen vaikutus saavutettaisiin, ei ole kiistatonta tutkimusnäyttöä. Johtopäätösten tekoa hankaloittaa muun muassa, kuinka fyysinen aktiivisuus ja inaktiivisuus määritellään sekä kuinka niiden tehoa mitataan ja laatua arvioidaan. Viimeaikaisen tutkimusnäytön perusteella erityisesti rasittava tai vähintään kohtalaisesti rasittava fyysinen aktiivisuus vaikuttaisi tuovan terveyshyötyjä ja suojaavan kardiometabolisilta riskitekijöiltä. (12,25,26) Vähintään kohtalaisesti rasittavan fyysisen aktiivisuuden ja kardiometabolisten riskitekijöiden välillä vallitsee myös annosvaste: tarpeeksi rasittavan fyysisen aktiivisuuden lisääntyessä pienenee kardiometabolisten riskitekijöiden todennäköisyys. (25) On esitetty myös, että liikuntasuosituksissa ehdotetun päivittäisen 60 minuutin sijasta todellinen suojaava vaikutus tulisi parhaiten esille vasta liikkumalla vähintään 90 minuuttia päivässä tai jopa enemmän. (26) Lisäksi suomalaisten lasten osalta on näyttöä, että fyysisen aktiivisuuden muodoista erityisesti omatoiminen liikunta on käänteisesti yhteydessä kardiometaboliseen kokonaisriskiin. (11) Tässä työssä perehdytään tämänhetkiseen tietoon lapsuusiän kardiometabolisista riskitekijöistä, metabolisesta oireyhtymästä ja lasten fyysisestä aktiivisuudesta. Erityis esti

9 tarkasteluun nostetaan lasten metabolisen oireyhtymän käsite, siihen liittyvät yksittäiset kardiometaboliset riskitekijät sekä tieteellinen näyttö fyysisen aktiivisuuden merkityksestä näiden ehkäisyssä ja hoitamisessa. Lopuksi pohditaan mahdollisia keinoja vaikuttaa lasten kardiometabolisiin riskitekijöihin ja myöhempään sairastavuuteen fyysistä aktiivisuutta edistämällä.

10 2 Kardiometabolinen riski lapsilla 2.1 Metabolinen oireyhtymä ja kardiometaboliset riskitekijät Metabolisella oireyhtymällä tarkoitetaan tilaa, jossa yksilöllä voidaan havaita useampia sydän- ja verisuonisairauksille sekä tyypin 2 diabetekselle altistavia kardiometabolisia riskitekijöitä. Keskeisimpiä riskitekijöitä ovat liiallinen, erityisesti viskeraalinen eli sisäelinten ympärille sijoittuva, rasvakudos; glukoosi- ja insuliiniaineenvaihdunnan häiriöt kuten heikentynyt glukoosin sieto, hyperinsulinemia ja insuliiniresistenssi; dyslipidemia eli hypertriglyseridemia, kohonnut LDL-kolesteroli ja madaltunut HDL-kolesteroli; sekä kohonnut verenpaine. (9) Metabolista oireyhtymää on totuttu pitämään aikuisten elintapasairautena, mutta sille tyypillisiä aineenvaihdunnallisia muutoksia voidaan havaita jo lapsuusiässä (8,27), ja siten myös lapsi voi sairastaa metabolista oireyhtymää. Lihavuus lapsuudessa altistaa kardiometabolisten riskitekijöiden kasautumiselle ja metaboliselle oireyhtymälle sekä sydän- ja verisuonisairauksien ja diabeteksen puhkeamiselle myöhemmin. (27-29) Mitä useampia metabolisen oireyhtymän osatekijöitä lapsella voidaan havaita, sitä todennäköisempää on sairastavuus aikuisena, koska lapsuudessa kehittyvillä kardiometabolisilla riskitekijöillä on taipumus säilyä aikuisuuteen. (6,27) 2.2 Lasten metabolisen oireyhtymän diagnostiset kriteerit Lasten metaboliselle oireyhtymälle ei lukuisista yrityksistä huolimatta ole onnistuttu luomaan selkeää yksimielistä määritelmää tai diagnostisia kriteereitä. Ehdotelmia kriteereiksi on muodostettu vuosien saatossa kymmeniä ja useimmat ovat olleet erilaisia muunnelmia aikuisille käytetyistä kriteereistä. Riippumatta painotuseroista useimmille määritelmille yhteisiä piirteitä ovat häiriintynyt glukoosi- ja insuliiniaineenvaihdunta, dyslipidemia, kohonnut verenpaine sekä normaalia suurempi kehon rasvan ja erityisesti viskeraalisen rasvan määrä. (9,28)

11 Suomessa käytetään yleensä aikuisten metabolisen oireyhtymän diagnosoinnissa IDF:n (International Diabetes Federation) määritelmää (30), mutta lasten tai nuorten suhteen ei yleistä linjaa ole Suomessakaan. Taulukossa 1 on esitetty muutamia metabolisen oireyhtymän kriteeristöjä lapsille. IDF:n (International Diabetes Federation) kriteerit vuodelta 2005 lienevät eräät yleisimmin käytetyistä. IDF:n pyrkimyksenä on ollut muodostaa maailmanlaajuisesti hyväksytyt määritelmät sekä aikuisten että lasten ja nuorten metaboliselle oireyhtymälle. IDF on halunnut korostaa määritelmissään kliinistä käytännöllisyyttä. Diagnostiset kriteerit on pyritty muodostamaan siten, että metabolista oireyhtymää sairastavien yksilöiden tunnistaminen onnistuisi ilman monimutkaisia tutkimuksia. 10 16-vuotiailla kriteereissä ainoana erona aikuisten kriteereihin on vyötärön ympäryksen ilmoittaminen persentiileinä eli suhteutettuna ikään ja sukupuoleen, ja sama HDL-raja-arvo kummallekin sukupuolelle. Persentiilejä on käytetty myös muissa kuin IDF:n kriteeristöissä raja-arvojen määrittelyyn (ks. Taulukko 1) ja esimerkiksi verenpaineen osalta vakiointi on tehty myös pituuden suhteen. IDF suosittelee, ettei alle 10-vuotiailla tehtäisi metabolisen oireyhtymän diagnoosia, mutta ylipainoiset riskiyksilöt olisi tärkeää tunnistaa, jotta ennaltaehkäiseviin toimenpiteisiin voitaisiin ryhtyä ajoissa. Yli 16-vuotiaiden diagnosoinnissa käytettäisiin IDF:n mukaan samoja kriteerejä kuin aikuisille. (31)

12 Taulukko 1. Esimerkkejä metabolisen oireyhtymän diagnostisista kriteereistä lapsilla. Chen et al. 1999 (32) Weiss et al. 2004 (8) IDF 2007 (31) Cook et al. 2003 (33) Pituus/paino suhde 75 persentiilissä Systolinen TAI diastolinen verenpaine 75 persentiilissä Triglyseridit 75 persentiilissä ja/tai HDL arvo <25 persentiilissä Paastoinsuliini 75 persentiilissä BMI 97 persentiilissä tai BMI z-score 2.0 Triglyseridit 95 persentiilissä HDL <5 persentiilissä Oraalisessa glukoosirasitustestissä 2h arvo 140-199 mg/dl Systolinen TAI diastolinen verenpaine 95 persentiilissä Vyötärön ympärys 90 persentiilissä (Iän- ja sukupuolen mukaan) Triglyseridit 1.7 mmol/l (150 mg/dl) HDL alle 1.03 mmol/l (<40 mg/dl) Systolinen verenpaine 130mmHg TAI diastolinen verenpaine 85 mmhg Vyötärönympärys 90 persentiilissä Triglyseridit 110 mg/dl HDL <40 mg/dl Systolinen TAI diastolinen verenpaine 90 persentiilissä Paastoglukoosi 110 mg/dl Paastosokeri 5.6 mmol/l (100 mg/dl) TAI tyypin 2 diabetes tiedossa Kaikki 4 kriteeriä tulee täyttyä 3 tai useampi kriteeri tulee täyttyä 2 tai useampi kriteeri tulee täyttyä 3 tai useampi kriteeri tulee täyttyä 5 17-vuotiaista yhdysvaltalaisista koululaisista koostuneeseen aineistoon perustuvat kriteerit. (the Bogalusa Heart Study) 4 20-vuotiaista lihavista lapsista ja nuorista koostuneeseen aineistoon perustuvat kriteerit. 10 16-vuotiaille suunnitellut kriteerit. (alle 10-vuotiaille IDF ei suosittele diagnoosin tekemistä) 12 19-vuotiaista nuorista koostuneeseen aineistoon perustuvat kriteerit. (NHANES III 1988-1994)

13 2.3 Metabolisen oireyhtymän esiintyvyys Metabolista oireyhtymää sairastavien lapsien määrän arvioiminen on varsin vaikeaa, koska eri tutkimuksissa on käytetty erilaisia määritelmiä. Samankaltaisuudestaan huolimatta eri määritelmät tunnistavat jossain määrin eri yksilöt sairaiksi. (9,31,34) Metabolista oireyhtymää ilmenee lähes yksinomaan ylipainoisilla tai lihavilla lapsilla ja metabolisen oireyhtymän esiintyvyys lisääntyy lihavuuden vaikeusasteen mukana. Lihavista teini-ikäisistä arviolta n. 19 35 % sairastaa metabolista oireyhtymää, kun taas normaalipainoisista <2 %. (35) Laajassa eurooppalaisessa aineistossa (18 745 lasta, kahdeksasta Euroopan maasta, iältään 2 11 vuotta) eri määritelmiä käytettäessä metabolisen oireyhtymän esiintyvyydet vaihtelivat: 0,3 % [IDF (31)] 1,5 % [Cook et al.(33)] tytöillä, ja 0,4 % [IDF (31)] 1, 3 % [Cook et al.(33)] pojilla. (34) Tässä aineistossa metabolinen oireyhtymä oli yleisempää tytöillä, mutta ero oli melko pieni ja riippui käytetystä määritelmästä. Muissa tutkimuksissa on sen sijaan havaittu metabolisen oireyhtymän olevan yleisempää pojilla. (10,35) Iällä ja maturiteetilla eli murrosiän kehitysasteella lienee merkitystä myös sukupuolten välillä. Lisäksi huomionarvoista on, että metabolisen oireyhtymän esiintyvyys lisääntyy iän myötä molemmilla sukupuolilla, erityisesti murrosiän aikana ja sen jälkeen. (10,34) 2.4 Kardiometabolisen riskin arvioinnin haasteet Lasten metabolisen oireyhtymän määrittelyn hankaluus johtuu suureksi osaksi yksilöiden välisistä eroista kasvussa ja kehityksessä. Samat tekijät vaikeuttavat niin ikään kardiometabolisen riskin arviointia. Ikä ja kehitysaste, varsinkin murrosikä hormonaalisine muutoksineen, vaikuttavat kehonkoostumukseen, mittasuhteisiin, rasvanjakautumiseen, insuliiniherkkyyteen, verenpaineeseen ja rasva-arvoihin. (31) Murrosiässä tytöillä kehon rasvaprosentti nousee siinä missä pojilla se laskee lihasmassan lisääntymisen myötä. Insuliiniresistenssi lisääntyy ja insuliinitasot kohoavat murrosiässä väliaikaisesti, mutta normalisoituvat murrosiän loputtua. (36) Myös etnisellä taustalla on vaikutusta muun

14 muassa vyötärö-lantiosuhteeseen sekä sokeri- ja rasva-aineenvaihduntaan. (8,37) Lisäksi raja-arvojen määrittelyä vaikeuttaa se, että sairastuminen sydän- ja verisuonitauteihin tai diabetekseen tapahtuu usein vasta pitkän ajan kuluttua. Näin ollen on haastavaa tehdä johtopäätöksiä siitä, kuinka suuret poikkeavuudet ovat merkittäviä. 2.5 Jatkuvan summamuuttujan käyttö kardiometabolisen riskin arvioinnissa Metabolisen oireyhtymän kriteeristöjen tilalle tutkimuskäyttöön ovat vakiintumassa erilaiset jatkuvat summamuuttujat, jotka kuvaavat kardiometabolisten riskitekijöiden esiintymistä ja kasautumista yksilöillä. Jatkuvat summamuuttujat koostuvat pääasiassa samoista kardiometabolisista riskitekijöistä kuin metabolinen oireyhtymä. Erotuksena kuitenkin on, että tietyn raja-arvon ylittymisen sijaan ne tarkastelevat kardiometabolista riskiä yksittäisten riskitekijöiden summana. (38) Jatkuva summamuuttuja on todettu käyttökelpoiseksi ja luotettavaksi työkaluksi kardiometabolisen riskin arvioinnissa lapsilla. Suomalaisessa seurantatutkimuksessa jatkuva summamuuttuja validoitiin päätetapahtumien (tyypin 2 diabeteksen puhkeamisen, sydäninfarktin, sydän-ja verisuonisairauksista johtuvien kuolemien ja kuolleisuuden) suhteen useilla eri ikäryhmillä ja havaittiin summamuuttujan ennustavan näitä päätetapahtumia luotettavasti. (39) Eräässä toisessa tutkimuksessa havaittiin kardiometabolisten riskitekijöiden summan olevan metabolisen oireyhtymän diagnoosia parempi työkalu sydän- ja verisuonisairauksien riskiä kuvaavan kaulavaltimon seinämän Intima median paksuuden ennustajana. (40)

15 3 Kardiometaboliset riskitekijät lapsilla 3.1 Ylipaino ja lihavuus Ylipainon katsotaan olevan merkittävin kardiometabolisten riskitekijöiden kertymisen ja metabolisen oireyhtymän yleistymisen taustalla oleva etiologinen tekijä. Metabolista oireyhtymää tavataan lähes yksinomaan ylipainoisilla tai lihavilla lapsilla ja sen esiintyvyys lisääntyy lihavuuden vaikeusasteen mukana. (35) Lihavuus altistaa itsenäisesti kaikille metabolisen oireyhtymän osatekijöille. (8,41) Liiallinen rasvan määrä elimistössä aiheuttaa haitallisia sokeri- ja rasva-aineenvaihdunnan muutoksia ja nostaa verenpainetta. Sisäelinten ympärille sijoittuvan eli viskeraalisen rasvan arvellaan olevan erityisen haitallista (37,42) mutta yksiselitteistä näyttöä viskeraalisen rasvan itsenäisestä merkityksestä ja vaikutuksista lapsilla ei kuitenkaan ole. Lihavuus on kiistattomasti merkittävässä osassa kardiometabolisten riskitekijöiden kasautumisessa ja metabolisen oireyhtymän kehittymisessä. Haitallisia metabolisia muutoksia voidaan havaita jo hyvin nuorilla lapsilla ja pian ylipainon kertymisen jälkeen. Jo 2 6-vuotiailla lapsilla, joilla ylipaino oli tullut viimeisen vuoden sisällä, on havaittu insuliiniresistenssiä ja maksanrasvoittumista. (43) On tärkeää kuitenkin huomata, että vaikka lihavuus on metabolisen oireyhtymän tärkein etiologinen tekijä, se ei kuitenkaan väistämättä johda metaboliseen oireyhtymään kaikilla yksilöillä. (44) Lasten lihavuuden diagnosointiin käytetään Suomessa pituuspainon tai BMI:n määritystä (taulukko 2). Pituuspaino tarkoittaa samaa sukupuolta olevien samanpituisten lasten keskipainoon verrattua painoa, ja se ilmaistaan prosenttisena poikkeamana pituuden mukaisesta painosta, kun nollataso on 100 %. ISO-BMI on ikään suhteutettu painoindeksi. Käytännössä ISO-BMI kuvaa sitä painoindeksiä, joka lapsella olisi aikuisena, jos hänen painoindeksinsä pysyisi samalla tasolla verrattuna muihin saman ikäisiin. BMI:n (Body Mass Index = paino/pituus 2 ) perusteella määritellään kasvunsa päättäneiden nuorten ja aikuisten ylipaino (BMI >25 kg/m 2 ) ja lihavuus (BMI >30 kg/m 2 ). ISO-BMI:tä käytetään kasvuikäisillä ja voidaan tulkita samalla tavalla kuin BMI:tä. (45)

16 Taulukko 2. Suomalaisten lasten ylipainon ja lihavuuden kriteerit. (45) Ylipaino Lihavuus Pituuspaino < 7 v 10 20 % > 20 % Pituuspaino 7 v 20 40 % > 40 % ISO-BMI ( 2 v)* 25 30 kg/m2 > 30 kg/m2 * Yli 2-vuotiailla lapsilla BMI ja pituuspaino ovat kuitenkin ongelmallisia mittareita kasvavien lapsien kohdalla, koska kehitys ja kasvu tapahtuvat yksilöillä hyvin eriaikaisesti. (46) Kehonkoostumukseen vaikuttaa olennaisesti pituuskasvun vaihe, sukupuolinen kypsyminen ja ruumiinrakenne. Ylipaino itsessään vaikuttaa myös kasvuun ja kehitykseen ja voi aikaistaa murrosikää (47) ja vaikuttaa näin myös kehonkoostumukseen ja pituuskasvuun. Vyötärön ympärys mitataan kylkikaarien alareunan ja suoliluun harjanteen puolesta välistä. Aikuisilla viskeraalisen rasvan ja haitallisten aineenvaihdunnallisten muutosten, kuten insuliiniresistenssin, välinen yhteys vaikuttaisi olevan kiistaton. (48,49) Lapsilla sen sijaan tutkimustulokset viskeraalisen rasvan merkityksestä eivät ole yksiselitteisiä. Jossain tutkimuksissa on havaittu itsenäinen, BMI:stä riippumaton yhteys viskeraalisen rasvan ja kohonneiden triglyseridien sekä paastoinsuliinin välillä. (37) Toisissa tutkimuksissa viskeraalisella rasvalla ja vyötärönympäryksellä ei ole havaittu itsenäistä roolia, vaan ne ovat kuvastaneet lapsilla lähinnä vain kokonaisrasvaprosenttia ja BMI:tä. Yhteyden aineenvaihdunnallisiin muutoksiin on siten nähty välittyvän juuri näiden kautta. (8,41) Viskeraalisen rasvan merkityksen on arveltu tulevan mahdollisesti esiin vasta aikuisuudessa. Vyötärön alueen ihonalainen rasvakudos liittyy lapsilla merkittävämmin metaboliseen oireyhtymään kuin teini-ikäisillä tai aikuisilla. Tulokset viittaavat siihen, että kehon rasvan jakautumisella ja sijainnilla on erilainen merkitys lapsilla ja nuorilla kuin aikuisilla. Toisin sanoen vaikuttaa siltä, että kehon rasvan varastoitumiskohteiden patogeeninen merkitys on erilainen elämän eri vaiheissa. (49) Myös seurantatutkimuksessa

17 viskeraalisen rasvan ja alentuneen insuliiniherkkyyden välinen merkittävä yhteys tuli esille vasta iän myötä, varhaisessa aikuisuudessa. (50) Sen, kuinka hyvin BMI ja vyötärön ympärys ennustavat sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijöiden kertymistä, arvellaan tämän hetkisen tiedon valossa perustuvan rasvan kokonaismäärään. Vyötäröympäryksen mittaaminen ei siis välttämättä tuo lapsilla lisäarvoa BMI:n ennustuskykyyn aineenvaihdunnallisten riskitekijöiden suhteen. (41,49) Toisaalta BMI:n merkittävänä rajoituksena on, ettei se ota huomioon kehon koostumusta, mutta vyötärön ympäryksen mittaaminen sen sijaan kertoo melko luotettavasti rasvan määrästä. Vyötärön ympäryksen vahvuudeksi on lisäksi esitetty sen kykyä tunnistaa erityisesti ylipainoisten lasten joukosta ne, joilla on metaboliseen oireyhtymään kuuluvia riskitekijöitä. (47) 3.2 Insuliiniresistenssi ja häiriintynyt glukoosiaineenvaihdunta Häiriintynyttä glukoosi- ja insuliiniaineenvaihduntaa, eli heikentynyttä glukoosin sietoa, hyperinsulinemiaa ja insuliiniresistenssiä, pidetään merkittävänä kardiometabolisena riskitekijänä ja keskeisenä osana metabolista oireyhtymää. (44,48,51) Paastoglukoosin poikkeavuudet ovat harvinaisia lapsilla, mutta insuliiniaineenvaihdunnan häiriöt, kuten hyperinsulinemia sekä heikentynyt sokerin sieto, ovat havaittavissa jo varhain. (52) Insuliiniresistenssiä ja hyperinsulinemiaa pidetään ainoina fysiologisina poikkeavuuksina, jotka voivat aiheuttaa muiden kardiometabolisten riskitekijöiden kasautumista. (44,48,51,53,54) Sekä seuranta- että poikkileikkaustutkimuksissa on todettu insuliiniresistenssin olevan ainut metabolisen oireyhtymän ja kardiometabolisten riskitekijöiden itsenäinen ennustekijä. (44,55) Mitä voimakkaammin insuliiniaineenvaihdunta on häiriintynyt, sitä todennäköisempää on kardiometabolisten riskitekijöiden kasautuminen. (8,53) Kohonneiden paastoinsuliinitasojen on havaittu olevan yhteydessä korkeisiin triglyserideihin, kohonneeseen systoliseen verenpaineeseen ja matalaan HDL-kolesteroliin. (55,56) Lisäksi lapsilla, joilla on kardiometabolisia riskitekijöitä, kuten dyslipidemia ja kohonnut verenpaine, on useammin sekä suurempi

18 paastoinsuliinipitoisuus että voimakkaampi sokerirasituksen aiheuttama hyperinsulinemia. (52) Lihavuus, eli liian suuresta energiansaannista johtuvan liiallinen rasvakudoksen määrä, nähdään merkittävimpänä selittävänä tekijänä insuliiniresistenssille. (51,54) Tutkimuksissa insuliiniherkkyyden on todettu olevan käänteisesti yhteydessä kehon rasvaprosenttiin ja BMI:hin. (53,55) Lihavien lasten insuliiniherkkyys on huonompi kuin normaalipainoisten, mutta useiden kardiometabolisten riskitekijöiden yhtäaikaisen esiintymisen on kuitenkin havaittu olevan yhteydessä insuliiniresistenssiin riippumatta lihavuuden asteesta. (56) Insuliiniresistenssi tarkoittaa kudosten vähentynyttä herkkyyttä insuliinin vaikutuksille. Normaalisti insuliini saa aikaan glukoosin siirtymisen verenkierrosta kudoksiin, pääasiassa luurankolihaksiin, sekä endogeenisen, pääasiassa maksassa tapahtuvan, glukoosin tuoton vaimenemisen. Insuliiniresistenssin kehittyessä glukoosin määrä veressä ei laske korkeasta insuliinipitoisuudesta huolimatta, koska glukoosia ei siirry lihaksiin ja maksa jatkaa glukoosin tuottamista. Normaalisti insuliini vähentää myös lipolyysiä eli rasvan vapautumista rasvakudoksesta. Insuliiniresistenssistä seuraa myös tämän antilipolyyttisen vaikutuksen estyminen ja sitä kautta vapaita rasvahappoja vapautuu ylimäärin verenkiertoon. Vapaiden rasvahappojen puolestaan arvellaan olevan osallisena insuliiniresistenssin syntymisessä muissa insuliinin kohdekudoksissa, kuten luurankolihaksissa. (51,54) On esitetty myös, että perifeeristen rasvasolujen varastointikapasiteetin ylittyessä rasva alkaisi kertyä maksa- ja lihassoluihin, sekä sisäelinten ympärille aiheuttaen insuliiniresistenssiä kyseisissä kudoksissa. (42) Perifeerisen rasvakudoksen kyvyn varastoida rasvaa arvellaan olevan kriittistä insuliiniresistenssin kannalta. Jos kapasiteetti ylittyy, rasvaa alkaa kertyä muualle, esim. Lihaksiin, maksaan ja sisäelinten ympärille. Lapsille tehtyjen tutkimusten perusteella insuliiniresistenssi, häiriintynyt glukoosi- ja insuliiniaineenvaihdunta sekä viskeraalinen rasva vaikuttavat olevan yhteydessä toisiinsa. (37,42) Lisäksi fyysisellä inaktiivisuudella ja huonolla fyysisellä suorituskyvyllä arvellaan olevan lihavuudesta riippumattomia vaikutuksia insuliiniresistenssiin. (53)

19 Murrosikä vaikuttaa olennaisesti insuliiniherkkyyteen. Murrosiän kehityksen aikana insuliiniherkkyys vähenee 25 50 %, mutta palautuu entiselle tasolle murrosiän jälkeen.(36) Insuliinin erityksen poikkeavuudet ja insuliiniresistenssi voidaan kuitenkin havaita lapsilla jo ennen murrosikää, mutta muutokset paastosokerissa tai HbA1C:ssa tulevat tyypillisesti ilmi vasta murrosiässä. (52) Lisäksi perintötekijöillä ja etnisellä taustalla on vaikutusta yksilön herkkyyteen kehittää insuliiniresistenssi. (37,48) 3.3 Dyslipidemia Dyslipidemia on tavallisin lihavilla lapsilla esiintyvä kardiometabolinen riskitekijä.(52) Dyslipidemia tarkoittaa veren lipoproteiiniaineenvaihdunnan häiriötä, jossa lipidien pitoisuudet tai suhteelliset osuudet ovat poikkeavat. Käytännössä tämä tarkoittaa, että veressä on liian suuri kokonais-kolesteroli- tai LDL (low density lipoprotein) - tai triglyseridipitoisuus; tai liian pieni HDL (High density lipoprotein) -kolesterolin pitoisuus. (57) Lapsilla kasvu ja kypsyminen vaikuttavat rasva-arvoihin (58), ja siksi normaaliarvot vaihtelevat iän mukaan. Lapsilla hyperkolesterolemia voidaan karkeasti luokitella kuitenkin seuraavasti: Kolesteroliarvo 5,0 5,9 on suurentunut ja >5,9 on huomattavasti suurentunut, minkä lisäksi LDL 3,0 4,4 on suurentunut ja >4,4 huomattavasti suurentunut. (59) Metabolisen oireyhtymään ja kardiometabolisten riskitekijöiden kasautumiseen liittyvälle dyslipidemialle tyypillistä on erityisesti koholla oleva triglyseridi- ja madaltunut HDLpitoisuus. (52,55) Lisäksi LDL-kolesterolin määrän lisääntymistä, erityisesti pienten tiheiden LDL-partikkelien muodossa, on kuvattu. Triglyseridipitoisuuden suhde HDL-kolesterolin pitoisuuteen ennustaa hyvin LDL-partikkelien kokoa, eli LDL-partikkelien pienikokoisuus ilmenee samaan aikaan kohonneiden triglyseridiarvojen ja matalien HDL-kolesteroliarvojen kanssa. (58)

20 Ylipaino ja lihavuus ovat merkittävimmät dyslipidemian riskitekijät lapsilla (57), mutta myös insuliiniresistenssin on todettu olevan yhteydessä kohonneisiin triglyseridi- ja madaltuneisiin HDL-pitoisuuksiin myös ylipainon määrästä riippumatta. (55,56) LDLkolesterolin pitoisuus riippuu sen sijaan selkeämmin nimenomaan lihavuudesta. (53) Dyslipidemia on itsenäinen ateroskleroosin riskitekijä. Lapsuudessa todettu dyslipidemia säilyy suurella todennäköisyydellä seurannassa ja ennustaa dyslipidemiaa myös aikuisuudessa. Dyslipidemian aiheuttamat aterogeeniset muutokset on havaittavissa valtimoiden seinämien rasvajuosteina jo lapsuudessa. Nämä muutokset harvoin johtavat vielä lapsuudessa sydän- ja verisuonisairauksien päätetapahtumiin, mutta pitkäaikaisvaikutukset, muun muassa aikuisiän sairastavuuden kannalta ovat merkittäviä. (57,60) Kohonneiden triglyseridien ja madaltuneen HDL-pitoisuuden esiintymistä yhdessä pienten tiheiden LDL (engl. small dense LDL) -partikkelien kanssa kutsutaankin aterogeeniseksi lipoproteiiniprofiiliksi. (48) Dyslipidemia voi johtaa myös rasvamaksan kehittymiseen lapsilla. Tällöin maksasoluihin on kertynyt runsaasti rasva-aineita, erityisesti triglyseridejä, jotka häiritsevät maksan normaalia toimintaa. Jopa 10 30 %:lla ylipainoisista lapsista voi olla tällä tavoin rasvoittunut maksa. Rasvamaksan kehittymisen riskitekijöitä ovat miessukupuoli, BMI ja vyötärönympärys, triglyseridipitoisuus, glukoosi- ja insuliiniarvot. Maksan rasvoittuminen voi pahimmillaan johtaa steatohepatiittiin eli rasvoittumisen aiheuttamaan maksatulehdukseen ja maksakirroosiin. (60) 3.4 Kohonnut verenpaine Lapsilla on normaalisti matalampi verenpaine kuin aikuisilla. Alle 5-vuotiailla verenpaineen tulisi olla alle 115/75 mmhg, 6 10-vuotiailla alle 125/85 mmhg ja 11 18-vuotiailla alle 140/90 mmhg. (61) Lasten metabolisen oireyhtymän määritelmissä kohonneen verenpaineen raja-arvo vaihtelee määritelmän mukaan. Useimmissa määritelmissä rajana on 95 persentiilin ylitys tai esim. IDF:n määritelmässä 130/85. (31)

21 Kohonnut verenpaine eli hypertensio on lapsilla melko harvinaista ja sen taustalla onkin yleensä jokin sekundaarinen patologinen tekijä, kuten munuaisvika. (61,62) Lihavuudella ja korkealla BMI:llä on kuitenkin selvä yhteys verenpaineen kohoamiseen. (62-64) Kohonnut verenpaine on kaksi kertaa yleisempää lihavilla lapsilla ja jopa puolet hypertensiivisistä lapsista on lihavia. (1) Lihavilla lapsilla on havaittu myös yläpaineen itsenäistä nousua (engl. isolated systolic hypertension). (62) Lapsuudessa koholla oleva yläpaine ennustaa erityisen selvästi myöhempää sairastuvuutta verenpainetautiin, sydän- ja verisuonisairauksiin sekä metaboliseen oireyhtymään. (65) Kohonnut verenpaine on merkittävä sydän ja verisuonisairauksien riskitekijä jo lapsuusiässä, muuan muassa koska se kiihdyttää aterogeenisia muutoksia verisuonten seinämissä. (7) Verenpaineen kohoamiseen johtavasta mekanismista ei ole täyttä varmuutta, mutta sympaattisen hermoston yliaktiivisuudella, insuliiniresistenssillä ja verisuonten toiminnan häiriintymisellä arvellaan olevan merkitystä. (62,64) Lihavuus ja liiallinen energiansaanti lisäävät sympaattisen hermoston aktiivisuutta, mikä nostaa verenpainetta sekä suoraan, että mahdollisesti lisäämällä natriumin takaisinimeytymistä munuaisissa. Sympaattisen vireen lisääntyminen esiintyy usein samanaikaisesti insuliiniresistenssin ja hyperinsulinemian kanssa, mutta näiden ilmiöiden syy-seuraussuhteen luonteesta ei ole täyttä varmuutta. (62,64,66) Rasvakudoksesta erittyvillä endokriinisesti aktiivisilla aineilla, kuten angiotensiinilla ja leptiinillä, on mahdollisesti myös verenpainetta nostava vaikutus. Insuliiniresistenssin yhteys verenpaineeseen saattaa johtua rasvahappojen ylimäärästä verenkierrossa tai vähentyneestä typpioksidin välittämästä vasodilataatiosta, lisääntyneestä herkkyydestä suolalle tai plasman tilavuuden suurenemisesta. (67)

22 3.5 Muut tekijät Kroonista matala-asteista tulehdusta kuvaavien merkkiainepitoisuuksien, kuten matalien adiponektiini pitoisuuksien sekä kohonneiden CRP (C-reaktiivinen proteiini) ja Interleukiini- 6-pitoisuuksien, on havaittu liittyvän lapsilla metaboliseen oireyhtymään ja kardiometabolisten riskitekijöiden kasautumiseen. (8) Kroonisen matala-asteisen tulehdustilan tiedetään ennustavan sairastumista sydän- ja verisuonisairauksiin ja tyypin 2 diabetekseen. Tulehduksella arvellaan olevan keskeinen rooli sairauksien patogeneesissä, erityisesti arterioskleroosin ateromatoottisessa prosessissa sekä diabeteksen ja insuliiniresistenssin synnyssä. (68) Erityisesti lievästi koholla oleva CRP-taso on yhdistetty kaikkiin metabolisen oireyhtymän osatekijöihin sekä aikuisilla että lapsilla. (8,68,69) CRP on akuutin faasin proteiini, jonka pitoisuus kuvastaa elimistössä vallitsevaa tulehdustilaa. Lisäksi CRP:lla arvellaan olevan myös suoria haitallisia vaikutuksia verisuonten seinämiiin. (68) Rasvasoluista erittyvällä adiponektiinillä sen sijaan on insuliiniherkkyyttä parantavia, antiaterogeenisiä ja anti-inflammatorisia vaikutuksia. Metabolista oireyhtymää sairastavilla, sekä aikuisilla että lapsilla, on havaittu hypoadiponektinemiaa. (70) Samankaltainen merkkiaine on myös greliini, jonka matalilla pitoisuuksilla on havaittu olevan yhteys sydänja verisuonitautien riskitekijöiden esiintymiseen. (71) Metaboliseen oireyhtymään on havaittu liittyvän myös lapsilla mikroalbuminuriaa eli lisääntynyttä virtsan proteiinipitoisuutta. Mikroalbuminuria kuvastaa lähinnä verisuonten endoteelin toimintakykyä ja siten myös sydän- ja verisuonitautien riskiä. (72)

23 4 Fyysinen aktiivisuus 4.1 Fyysisen aktiivisuuden määritelmä ja fyysinen aktiivisuus lapsilla Fyysinen aktiivisuus tarkoittaa lihasten tahdonalaista toimintaa, joka lisää energian kulutusta, ja liikunta on eräs fyysisen aktiivisuuden muoto. Liikuntaan käsitteenä liittyy edellä mainittujen asioiden lisäksi suunnitelmallisuus, tavoitteellisuus ja toimintaan liittyvät elämykset. (73) Erityisesti varhaisessa lapsuudessa fyysinen aktiivisuus on tyypillisesti suunnittelematonta ja hetken mielijohteesta tapahtuvaa. Matalan intensiteetin touhuamisen lomassa tapahtuu usein lyhytkestoisia, mutta kuormittavia toimeliaisuuden jaksoja. (23) Nuoremmat lapset (3-4v.) fyysisesti aktiivisempia leikkiessään ja viettävät vähemmän aikaa paikallaan. (74) Suomalaisista lapsista pojat liikkuvat enemmän kuin tytöt (11,75), mutta sukupuoliero tasoittuu aikuisuudessa. Myös kansainvälisesti poikien on havaittu olevan fyysisesti aktiivisempia kuin tyttöjen. (16,26) 4.2 Fyysisen aktiivisuuden yhteys kardiometaboliseen riskiin poikkileikkaustutkimuksissa Fyysisesti aktiivisilla lapsilla ja nuorilla esiintyy vähemmän kardiometabolisia riskitekijöitä ja metabolisen oireyhtymän todennäköisyys on huomattavasti pienempi kuin kohtuullisesti tai vain vähän liikuntaa harrastavilla. (10) Tämä yhteys välittyy pitkälti kehonkoostumuksen kautta. Lihavuus eli kehon liiallinen rasvapitoisuus on merkittävin metabolisen oireyhtymän taustatekijä ja fyysisesti aktiiviset lapset ovat vähemmän ylipainoisia. Kuitenkin yhä enemmän on julkaistu tutkimuksia liikunnan itsenäisestä, painosta ja

24 rasvaprosentista riippumattomasta, vaikutuksesta metaboliseen oireyhtymään ja yksittäisiin kardiometabolisiin riskitekijöihin. (11,18-20,26,76,77) Esimerkiksi The European Youth Heart Study (EYHS) -tutkimuksessa (18) 9 10-vuotiailla tanskalaisilla lapsilla havaittiin, että fyysinen aktiivisuus ja hyvä hengitys - ja verenkiertoelimistön kunto olivat itsenäisesti yhteydessä edullisempaan insuliiniaineenvaihduntaan ja lipidiprofiiliin sekä pienempään metabolisen oireyhtymän riskiin jatkuvalla summamuuttujalla arvioituna. Yhtenevät havainnot tehtiin suomalaisessa Lasten liikunta ja ravitsemus tutkimuksessa (11), jossa suomalaisilla kouluikäisillä 6 8- vuotiailla lapsilla liikunnan itsenäisestä vaikutuksesta kardiometaboliseen kokonaisriskiin sekä itsenäisiin riskitekijöihin. Vaikka kehonkoostumus ja rasvaprosentti olivat merkittävässä asemassa näitä yhteyksiä välittämässä, ne eivät kokonaan selittäneet yhteyttä. Myös englantilaisessa CHASE (the Child Heart And health Study in England) - tutkimuksessa (20) havaittiin, että lihavuuden suhteen kontrollointi heikentää tilastollista yhteyttä fyysisen aktiivisuuden ja kardiometabolisten riskitekijöiden välillä, mutta ei poista sitä kokonaan. Tässä aineistossa erityisesti diastolinen verenpaine, triglyseridit ja insuliinin eritys olivat yhteydessä fyysiseen aktiivisuuteen kehonkoostumuksesta riippumattomasti. 4.3 Fyysisen aktiivisuuden yhteys kardiometaboliseen riskiin seurantatutkimuksissa Lapsuusiän fyysisen aktiivisuuden vaikutukset näkyvät myös myöhemmin elämässä. Liikunnan harrastaminen lapsuudessa vähentää merkittävästi riskiä sairastua metaboliseen oireyhtymään aikuisena. (13) Hjorth et al.(78) tutkivat 723:n 8 11-vuotiaan tanskalaislapsen fyysisen aktiivisuuden ja inaktiivisuuden sekä unen keston vaikutusta kehonkoostumukseen ja kardiometabolista

25 riskiä kuvaavaan summamuuttujaan yhden vuoden seurannassa. Vähäisen fyysisen aktiivisuuden ja vähäisen unenmäärän ajan todettiin olevan yhteydessä suurempaan kardiometaboliseen riskiin. Carson et al.(12) tutkivat kanadalaisia 9 15-vuotiaita lapsia kahden vuoden ajan. Objektiivisesti mitattu fyysisen aktiivisuuden taso jaoteltiin intensiteetiltään kevyeen, kohtalaisesti rasittavaan ja rasittavaan. Rasittava fyysinen aktiivisuus oli annosvasteisesti yhteydessä lukuisiin suotuisiin seuranta-ajan jälkeen havainnoituihin kardiometabolisiin muuttujiin, vyötärön ympärykseen, painoindeksiin ja systoliseen verenpaineeseen. Samanlaista selkeää yhteyttä ei havaittu kevyen intensiteetin fyysisen aktiivisuuden osalta. 4.4 Fyysisen aktiivisuuden intensiteetin merkitys kardiometabolisen riskin pienenemisessä Fyysisen aktiivisuuden intensiteetillä näyttäisi olevan merkittävä vaikutus kardiometabolisten riskitekijöiden suhteen. Useissa tutkimuksissa merkittävä yhteys fyysisen aktiivisuuden kardiometaboliseen ja yksittäisiin riskitekijöihin välillä on todettu vain kohtalaisesti rasittavan ja rasittavan fyysisen aktiivisuuden osalta. Näin ollen on esitetty, että matalan intensiteetin fyysinen aktiivisuus ei riitä vähentämään kardiometabolista riskiä. (12,25,26) Stabelini Neto et al.(26) tutkivat objektiivisesti mitatun fyysisen aktiivisuuden ja kardiometabolisten riskitekijöiden välistä yhteyttä 10 18-vuotiailla lapsilla ja nuorilla. Tutkijat havaitsivat fyysisen aktiiviisuuden progressiivisesti pienentävän kardiometabolisten riskitekijöiden todennäköisyyttä. Samanlainen annosvaste fyysisen aktiivisuuden ja kardiometabolisen riskin vähenemisen välillä on todettu myös useissa muissa tutkimuksissa. (12,18,25,79) Chaput et al.(25) havaitsivat, että pienelläkin, jopa vain 10 minuutin, lisäyksellä vähintään kohtalaisesti rasittavaa fyysistä aktiivisuutta oli merkittävä vaikutus kardiometabolisiin riskitekijöihin. Samankaltaisia havaintoja tekivät myös Carson et al.(12): rasittavan liikunnan osalta tilastolliset erot kardiometabolissa

26 riskitekijöissä näkyivät jo 1 8 minuutin lisäyksellä ja kohtalaisesti rasittavan liikunnan osalta 30 75 minuutin lisäyksellä. 4.5 Interventiotutkimuksissa todettu fyysisen aktiivisuuden vaikutus kardiometaboliseen riskiin Interventiotutkimukset havainnollistavat fyysisen aktiivisuuden merkitystä lasten kardiometabolisen terveyden parantamisessa. Interventiotutkimusasetelmien kirjo on huomattavan vaihteleva. Tutkimuspopulaatiot ovat joko väestöpohjaisia tai esimerkiksi ylipainon suhteen valikoituja otoksia, joiden muut ominaisuudet, kuten ikä, kehitysaste ja sukupuoli vaihtelevat myös. Interventioiden kesto, liikunnan rasittavuus ja laatu sekä muu annettu elintapaohjaus muokkaavat lisäksi havaittuja yhteyksiä ja hankaloittavat tutkimusten vertailua. Tutkimukset ovat kuitenkin hyvin yhdenmukaisesti osoittaneet fyysisen aktiivisuuden lisäämisen hyödyn kardiometabolisten riskitekijöiden vähentämisessä. (14,15,80,81) Hyvin lyhytkestoisillakin liikuntainterventioilla on saatu merkittäviä muutoksia aikaan metabolisen oireyhtymän osatekijöissä. Esimerkiksi jo kahden viikon mittaisen liikuntaintervention todettiin vähentävän insuliiniresistenssiä, kohentavan veren lipidiprofiilia ja normalisoivan verenpainetta lihavilla nuorilla, ilman muutosta kehon rasvaprosentissa tai BMI:ssä. (15) Toisaalta Andersen et al.(82) erittelivät systemaattisessa katsauksessaan interventioilla saavutettavia vaikutuksia ja totesivat, että usein merkittävien tulosten saavuttaminen vaatii pidemmän intervention. Esimerkiksi verenpaineen suhteen lyhyissä interventioissa (esim. 8 viikkoa) saavutettiin vähemmän merkittäviä tuloksia kuin pitkäkestoisissa tutkimuksissa (esim. 8 kuukautta). Tutkimusasetelman muut tekijät luonnollisesti vaikuttavat myös tuloksiin, mutta pidempikestoisilla interventioilla saattaa kuitenkin olla merkittävämpi vaikutus kardiometabolisiin riskitekijöihin kuin lyhytkestoisilla. Lisäksi mikäli intervention loputtua fyysinen aktiivisuus vähentyy aiemmalle tasolle, palautuvat myös liikuntaharjoittelulla saavutetut tulokset takaisin lähtötasolle viikkojen kuluessa (80), minkä vuoksi edullisten

27 vaikutusten ylläpitämiseksi fyysisen aktiivisuuden ja liikuntaharjoittelun tulisi olla säännöllistä ja jatkuvaa. Calterra et al.(14) totesivat 12 viikkoa kestäneen kestävyys- ja voimaharjoittelun pienentävän lihavilla lapsilla merkittävästi painoindeksiä, vyötärönympärystä ja rasvamassaa, samoin kuin triglyseridejä ja systolista verenpainetta, sekä kohentavan insuliiniaineenvaihduntaa verrattuna kontrolliryhmään. Ferguson et al.(80) toteuttamassa tutkimuksessa saavutettiin neljän kuukauden liikuntaharjoittelun aikana merkittävät muutokset insuliini- ja triglyseriditasoissa, sekä kehon rasvamassassa 7 11-vuotiailla lihavilla lapsilla. Intervention loputtua, saavutetut muutokset palautuivat takaisin lähtötasolle neljässä kuukaudessa. Racil et al.(83) toteuttivat 12 viikon mittaisen intervention lihaville 15 16-vuotiaille tytöille. Osallistujat jaoteltiin sattuman varaisesti korkean intensiteetin ja kohtalaisen intensiteetin intervalliharjoitteluryhmiin sekä kontrolliryhmään. Molemmilla interventioryhmillä kehon rasvapitoisuus, seerumin LDLkolesteroli ja insuliinipitoisuudet pienenivät. Merkittävää on havainto, että vaikka liikuntamäärät olivat yhtä suuria interventioryhmillä, olivat muutokset riskitekijöissä huomattavasti suurempia korkealla intensiteetillä harjoitelleiden ryhmässä. Martinez- Vizcaino et al.(81) suuntasivat yhden vuoden kestäneen liikuntaintervention kaikkiin 8 10-vuotiaisiin koululaisiin painosta ja kardiometabolisesta terveydentilasta riippumatta. Verrokkikouluihin verrattuna intervention todettiin olevan turvallinen ja tehokas toimenpide lihavuuden vähentämisessä molemmilla sukupuolilla sekä kardiometabolisen riskiprofiilin kohentamisessa erityisesti tytöillä. Kliinisessä käytännössä interventioissa pyritään yleensä kokonaisvaltaiseen ja pysyvään elintapojen muuttumiseen. Toisin sanoen fyysisen aktiivisuuden lisäämisen lisäksi tähdätään myös muun muassa ruokavalion muuttamiseen terveellisemmäksi. Tällaisella tutkimusasetelmalla toteutetuista tutkimuksista on saatu niin ikään hyviä tuloksia. Valitettavasti kattavaa tietoa siitä, kuinka paljon lisähyötyä elintapaintervention eri komponenteilla saavutetaan, ei ole käytettävissä.

28 McCormack et al.(84) totesivat, että insuliiniaineenvaihdunta parani yhdessä fyysinen kunnon kanssa 8 viikkoa kestäneen elintapaneuvonnan ja liikuntaharjoittelun myötä 10 17-vuotiailla lihavilla nuorilla verrattuna verrokkiryhmään. Pedrosa et al.(16) toteuttivat yhden vuoden kestoisen elintapaintervention ylipainoisilla 7 9-vuotiailla lapsille. Tutkittavat satunnaistettiin saamaan yksilö- tai ryhmämuotoista elintapaohjausta polikliinisillä käynneillä. Interventiolla saavutettiin merkittävä pieneneminen painoindeksissä ja parantuminen HDL-kolesterolin, triglyseridien, apolipoproteiini A-1- ja B-tasoissa. Tutkimuksen alussa metabolisen oireyhtymän esiintyvyys oli 16,4 % tutkittavista ja intervention jälkeen esiintyvyys oli 14,8 %. Blüher et al.(17) tutkivat vuoden kestäneessä interventiossa myös polikliinisesti toteutetun liikunta- ja elintapaintervention vaikuttavuutta. Intervention jälkeen osallistujilla havaittiin merkittävä pieneminenen painoideksissä, kehon rasvapitoisuudessa, glukoosiaineenvaihdunnassa sekä triglyserideissä. Lisäksi todettiin, että interventiosta oli hyötyä kardiometabolisten riskitekijöiden suhteen myös riippumatta muutoksesta painoindeksissä. Kelishadi et al.(69) toteuttivat 12 16-vuotiaille nuorille kahden kuukauden mittaisen elintapaintervention, jonka mittaukset toistettiin vielä kuuden kuukauden kohdalla. Tutkittavat jaettiin kolmeen ryhmään: Lihaviin, joilla oli kardiometabolisia riskitekijöitä; lihaviin, joilla ei ollut kardiometabolisia riskitekijöitä; sekä normaalipainoisiin, joilla oli kardiometabolisia riskitekijöitä. Kahden kuukauden kohdalla todettiin rasvaprofiiliin parantuneen, eli triglyseridien laskeneen ja HDL-kolesterolin nousseen, sekä lihavilla. Lisäksi sekä kahden että kuuden kuukauden mittauksissa todettiin intervention pienentäneen painoindeksiä ja vyötärön ympärystä lihavilla lapsilla sekä kehon rasvaprosenttia kaikissa ryhmissä. Tanskalaisiin ylipainoisiin koululaisiin suuntautuneessa 20 viikkoa kestäneessä tutkimuksessa Harder-Lauridsen et al.(85) totesivat elämäntapaintervention pienentäneen merkittävästi vyötärönympärystä, vyötärön ympäryksen suhdetta pituuteen ja kohentaneen plasman insuliinitasoja tutkituilla lapsilla.