Hemodynamic Responses to Exercise in Obese Children and Adolescents before and after Overweight Reduction

Abstract

Objective: To determine the change of hemodynamic parameters in graded bicycle exercise testing in obese children before and after overweight reduction.

Methods: Forty-two obese children (mean age 11 years) and 40 healthy, lean children underwent graded bicycle exercise testing (1, 1.5, 2, 2.5 Watt/kg) recording the heart rate (HR) and blood pressure (BP) before exercise (T1), at maximum load (T2), and 6 min after ending the exercise (T3). Furthermore, the increase of the patient's heart rate within each ramp (I-HR) and the individual maximum load (Watt/kg) were recorded. After participating in an one-year outpa-tient intervention program for obese children, the study group underwent exercise testing again. Furthermore, we analyzed the lipid and insulin levels in the study group before and after overweight reduction and correlated the changes of the hemodynamic parameters to the changes of the insulin and lipid levels.

Results: The obese children had significantly (p<0.05) higher systolic blood pressure values at T1, T2, and T3 as compared to the lean children. The I-HR was significantly (p<0.05) higher in the study group. HR and BP at T1, T2, and T3, and the lipid and insulin values improved significantly in the study group after overweight reduction. The changes of HR and BP did not correlate to the changes of insulin and lipids.

Conclusion: Compared to lean children, obese children demonstrated a significantly lower exercise capacity of the cardiovascular system, which improved after participating in an obesity intervention program. Overweight reduction influences the hemodynamic and metabolic changes of childhood obesity positively and thereby leads to an improvement of the cardiovascular risk factor profile.

Zusammenfassung

Fragestellung: Ziel der Arbeit war es, die Veränderungen der hämodynamischen Parameter bei Fahrradergometrie bei adipösen Kindern vor und nach Reduktion von Übergewicht zu ermitteln.

Methoden: Eine Fahrradergometrie wurde bei 42 adipösen Kindern (mittleres Alter 11 Jahre) und bei 40 gesunden, normalgewichtigen Kindern durchgeführt (Belastungsstufen 1, 1,5, 2, 2,5 Watt/kg). Hierbei wurden die Herzfrequenz und der Blutdruck vor Belastung (T1), bei maximaler Belastung (T2) sowie 6 min nach Ende der Belastung (T3) erfasst. Weiterhin wurden der Anstieg der Herzfrequenz innerhalb der Belastungsstufen und die individuelle Maximalleistung (Watt/kg) erfasst. Nach Teilnahme an einem ambulanten Schulungsprogramm für adipöse Kinder wurde bei der Studiengruppe wieder eine Fahrradergometrie durchgeführt. Des Weiteren wurden bei den adipösen Kindern und Jugendlichen die Nüchterninsulinspiegel und die Serumlipide vor und nach Reduktion von Übergewicht bestimmt. Die Veränderungen der Lipid- und Insulinwerte wurden mit den Veränderungen der hämodynamischen Parameter korreliert.

Ergebnisse: Im Vergleich zu den normalgewichtigen Kindern wiesen die adipösen Kinder zu den Messzeitpunkten T1, T2 und T3 signifikant (p<0.05) höhere systolische Blutdruckwerte auf. Der Anstieg der Herzfrequenz innerhalb der Belastungsstufen war bei den adipösen Kindern ebenfalls signifikant höher (p<0.05) als bei den normalgewichtigen Kindern. Nach Reduktion von Übergewicht war eine signifikante Verbesserung von Herzfrequenz und Blutdruck zu den Messzeitpunkten T1, T2 und T3 sowie eine signifikante Verbesserung der Lipid- und Insulinwerte zu verzeichnen. Es bestand keine Korrelation zwischen den Veränderungen der hämodynamischen Parameter und den Veränderungen der Lipid- und Insulinwerte.

Schlussfolgerung: Im Vergleich zu normalgewichtigen Kindern wiesen die adipösen Kinder eine geringere Belastbarkeit des Herz-Kreislauf-Systems auf, die sich nach Teilnahme an einem Schulungsprogramm für adipöse Kindern verbesserte. Reduktion von Übergewicht hat eine positive Wirkung auf adipositasbedingte hämodynamische und metabolische Veränderungen und führt somit zu einer Verbesserung des kardiovaskulären Risikoprofils.

Key words

obesity - exercise test - overweight loss

Schlüsselwörter

Adipositas - Fahrradergometrie - Reduktion von Übergewicht

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Correspondence