Body composition, exercise training, and energy availability as determinants of immune system and cardio metabolic signatures

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-5993-9
Title: Body composition, exercise training, and energy availability as determinants of immune system and cardio metabolic signatures
Author: Sarin, Heikki
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Medicine, Research Programs Unit, Faculty of Medicine, University of Helsinki
Doctoral Programme in Biomedicine
1) Department of Public Health Solutions, Genomics and Biobank Unit, Finnish Institute for Health and Welfare, 2) Research Program for Clinical and Molecular Metabolism, University of Helsinki
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020-12-04
Language: en
Belongs to series: Dissertationes Scholae Doctoralis Ad Sanitatem Investigandam Universitatis Helsinkiensis - URN:ISSN:2342-317X
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-5993-9
http://hdl.handle.net/10138/320705
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Many people engage in intense diet and exercise training programs in an attempt to pursue improved aesthetic appearance and health. Depending on the nature, dose, and intensity of these regimens, there may be positive or even negative effects on human physiology. Systems biology approaches can be used to evaluate human physiology and molecular signatures at the cellular level in a systematic manner. To date, the systems biology effects of body composition, exercise training, and energy availability alterations among healthy normal-weight individuals are relatively unknown. In this thesis, the aforementioned gaps in knowledge were addressed by studying how i) substantial weight loss followed by weight regain (n=42), and ii) resistance training and associated body composition changes (n=59), affect the systems biology factors in healthy normal-weight individuals. The modulation of systems biology was investigated in two longitudinal study settings by examining multi-dimensional datasets on serum metabolomics, plasma lipid metabolism regulating enzyme activities and protein contents, leukocyte transcriptomics, blood cell distribution, cytokine profile, and immunoglobulin G glycosylation. In conclusion, the results of this thesis show that further beneficial modulation of body composition even among healthy normal-weight individuals by exercise training and/or energy restriction has positive effects on the cardiometabolic profile, thus suggesting attenuated risk for future cardiovascular events. In addition, insight into novel molecular pathways mediating immune-system dysregulation and immunosuppression after prolonged periods of low-energy availability and a high amount of exercise was provided, suggesting that weight loss to low levels of fat mass may also mediate potentially adverse health effects. It was also characterized that many of the weight loss mediated effects seem to be transient as weight regain was able to reverse the observed changes in measured systems biology parameters. Overall, the findings of this thesis together with future studies may help to guide future exercise and dietary recommendations for normal-weight individuals (e.g., athletes, general population) wishing to aim for enhanced performance, aesthetic appearance, well-being, and longevity.Nykypäivänä lukuisat ihmiset tavoittelevat parempaa ulkonäköä ja terveyttä noudattamalla tiukkoja ruokavalio- ja harjoitusohjelmia. Tiukoilla elämäntapoja muokkaavilla ruokavalio- ja harjoitusohjelmilla voi olla positiivisia, mutta myös negatiivisia vaikutuksia terveyteen. Systeemibiologian avulla kyetään arvioimaan muutoksia solutason metaboliassa, metaboliareiteissä ja niiden säätelyssä. Kehonkoostumuksen, liikuntaharjoittelun ja energiasaatavuuden muutoksien vaikutuksia systeemibiologiaan normaalipainoisten ihmisten osalta on tutkittu melko vähän tähän päivään mennessä. Väitöskirja pyrkii täydentämään tietoa siitä, miten i) merkittävä painonpudotus ja painon uudelleenpalautuminen (n=42) sekä ii) voimaharjoittelu ja siihen liittyvät kehonkoostumuksen muutokset (n=59) vaikuttavat systeemibiologiaan entuudestaan terveillä normaalipainoisilla yksilöillä. Muutoksia systeemibiologiassa tutkittiin kahdessa pitkittäisessä tutkimusasetelmassa tarkastelemalla muutoksia seerumin metabolomiikassa, plasman lipidiaineenvaihduntaa säätelevissä entsyymeissä ja proteiineissa, valkosolujen transkriptomiikassa, verisolujen määrissä, sytokiiniprofiilissa ja immunoglobuliini G:n glykosylaatiossa. Väitöskirjan tulokset osoittavat, että suotuisat muutokset kehonkoostumuksessa jopa entuudestaan normaalipainoisilla yksilöillä harjoittelun ja/tai energiavajeen seurauksena ovat yhteydessä suotuisampaan sydän- ja verisuonitautien riskitekijäprofiiliin. Lisäksi, väitöskirja antaa uutta tietoa systeemibiologisista tekijöistä ja mekanismeista, jotka mahdollisesti välittävät immunosuppressiota ja immuunijärjestelmän säätelyn muutoksia pitkittyneen energiavajeen ja runsaan harjoittelun aikana. Väitöstutkimuksessa osoitettiin myös painonpudotuksesta aiheutuneiden fysiologisten muutosten olevan väliaikaisia ja palautuvan ennalleen painon noustesssa alkuperäisiin lukemiin. Väitöskirjan löydökset yhdessä uusien tutkimustulosten kanssa voivat auttaa tulevaisuudessa kehittämään ravinto- ja liikuntasuosituksia entuudestaan normaalipainoisille yksilöille, jotka tavoittelevat entistä esteettisempää ulkonäköä, parempaa terveyttä ja suorituskykyä.
Subject: lääketiede
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
sarin_heikki_dissertation_2020.pdf 5.043Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record