Physical activity and diabetic complications in patients with type 1 diabetes

Abstract

Type 1 diabetes is associated with the risk for late diabetic complications which are divided into microvascular (retinopathy, nephropathy, and neuropathy) and macrovascular (cardiovascular disease, CVD) diseases. The risk for diabetic complication can be reduced by effective treatment, most importantly the glycaemic control. Glycaemia in type 1 diabetes is influenced by the interplay between insulin injections and lifestyle factors such as physical activity and diet. The effect of physical activity in patients with type 1 diabetes is not well known, however. The aim of this thesis was to investigate the physical activity and the physical fitness of patients with type 1 diabetes with special emphasis on glycaemic control and the diabetic complications.

The patients included in the study were all part of the nationwide, multicenter Finnish Diabetic Nephropathy (FinnDiane) Study which aims to characterise genetic, clinical, and environmental factors that predispose to diabetic complications in patients with type 1 diabetes. In addition, subjects from the IDentification of EArly mechanisms in the pathogenesis of diabetic Late complications (IDEAL) Study were studied. Physical activity was assessed in the FinnDiane Study in 1945 patients by a validated questionnaire. Physical fitness was measured in the IDEAL Study by spiroergometry (cycle test with measurement of respiratory gases) in 86 young adults with type 1 diabetes and in 27 healthy controls. All patients underwent thorough clinical characterisation of their diabetic complication status. Four substudies were cross-sectional using baseline data and one study additionally used follow-up data. Physical activity, especially the intensity of activities, was reduced in patients affected by diabetic nephropathy, retinopathy, and CVD. Low physical activity was associated with poor glycaemic control, a finding most clear in women and evident also in patients with no signs of diabetic complications. Furthermore, low physical activity was associated with a higher HbA1c variability, which in turn was associated with the progression of renal disease and CVD during follow-up. A higher level of physical activity was also associated with better insulin sensitivity. The prevalence of the metabolic syndrome in type 1 diabetes was also lower the higher the physical activity. The aerobic physical fitness level of young adults with type 1 diabetes was reduced compared with healthy peers and in men an association between higher fitness level and lower HbA1c was observed. In patients with type 1 diabetes, a higher physical activity was associated with better glycaemic control and may thus be beneficial with respect to the prevention of diabetic complications.

Tyypin 1 diabetekseen liittyy riski diabeettisiin liitännäissairauksiin, tai komplikaatioihin, kuten nefropatiaan eli munuaistautiin, retinopatiaan eli silmätautiin, neuropatiaan eli hermotautiin (yhteisnimellä mikrovaskulaariset komplikaatiot) sekä sydän- ja verisuonisairauksiin (makrovaskulaariset komplikaatiot). Liitännäissairauksien synnyn riskiä voidaan vähentää tehokkaalla diabeteksen hoidolla painottaen erityisesti verensokeritasapainoon. Tyypin 1 diabetesta sairastavilla verensokeritasapainoon liittyy insuliinipistosten sekä elämäntavan, kuten liikunnan ja ruokavalion, välinen yhteysvaikutus. Liikunnan merkitystä verensokeritasapainoon on kuitenkin tutkittu niukasti tyypin 1 diabeteksessa. Tämän väitöskirjan päämääränä oli tarkastella tyypin 1 diabetesta sairastavien potilaiden liikuntatottumusten ja fyysisen kuntotason yhteyttä verensokeritasapainoon ja diabeettisiin liitännäissairauksiin.

Väitöskirjaosatöissä tutkitut potilaat ovat osallistuneet maankattavaan suomalaiseen monikeskustutkimukseen FinnDiane (Finnish Diabetic Nephropathy Study), jonka päämääränä on tutkia diabeettisille liitännäissairauksille altistavia niin perinnöllisiä, kliinisiä kuin ympäristötekijöitäkin tyypin 1 diabetesta sairastavilla. Lisäksi tutkittiin potilaita IDEAL- tutkimuksesta (IDentification of EArly mechanisms in the pathogenesis of diabetic Late complications), joka on FinnDiane:n alatutkimus. FinnDiane:ssa 1945 potilaan liikuntatottumukset kartoitettiin kyselylomakkeen avulla. IDEAL-tutkimuksessa mitattiin 86 nuoren aikuisen tyypin 1 diabetesta sairastavan fyysinen kunto spiroergometrialla (eli polkupyöräkoe hengityskaasumittauksineen) ja tuloksia vertailtiin 27 terveeseen verrokkiin. Potilaat tutkittiin erityisen tarkasti diabeettisten liitännäissairauksien suhteen. Väitöskirjan viidestä osatyöstä neljä käsittelee poikkileikkaustuloksia ja yhdessä lisäksi käytettiin potilaiden seurantatietoja.

Liikunta, ja varsinkin sen intensiteetti, oli alhaisempi niillä potilailla joilla oli joko diabeettinen nefropatia, retinopatia tai sydän- ja verisuonisairauksia. Alhainen liikunnan taso oli yhteydessä huonompaan verensokeritasapainoon tyypin 1 diabetesta sairastavilla naisilla ja tämä yhteys havaittiin myös niillä naisilla, joilla ei ollut lainkaan diabeettisia liitännäissairauksia. Vähäinen liikunta oli yhteydessä myös suurempaan verensokeritasapainon (HbA1c) vaihteluun ja tämä vaihtelu oli potilaiden seurannassa osaltaan yhteydessä diabeettisen munuaistaudin etenemiseen sekä sydän- ja verisuonisairauksien ilmaantumiseen. Potilailla, jotka liikkuivat enemmän, oli keskimäärin myös parempi insuliiniherkkyys. Metabolisen oireyhtymän esiintyvyys tyypin 1 diabetesta sairastavilla oli myös suurempi mitä matalampi liikunnan taso oli. Aerobinen kuntotaso (kestävyyskunto, maksimaalinen hapenottokyky) oli nuorilla aikuisilla tyypin 1 diabetesta sairastavilla matalampi verrattuna terveisiin verrokkeihin, joiden ikä-, sukupuoli- ja painoindeksijakauma oli diabetespotilaita vastaava. Lisäksi havaittiin, että korkeampi kuntotaso oli miehillä yhteydessä parempaan verensokeritasapainoon.

Näin ollen, korkeampi liikunnan taso tyypin 1 diabetesta sairastavilla potilailla oli yhteydessä parempaan verensokeritasapainoon, mikä lienee edullista ajatellen diabeettisten liitännäissairauksien ehkäisyä.