Effects of an exercise program on hepatic metabolism, hepatic fat, and cardiovascular health in overweight/obese adolescents from Bogotá, Colombia (the HEPAFIT study): study protocol for a randomized controlled trial

Abstract

Abstract Background A considerable proportion of contemporary youth have a high risk of obesity-related disorders such as cardiovascular disease, metabolic syndrome, or non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Although there is consistent evidence for the positive effects of physical activity on several health aspects, most adolescents in Colombia are sedentary. It is, therefore, important to implement strategies that generate changes in lifestyle. The HEPAFIT study aims to examine whether a 6-month exercise program has benefits for hepatic fat content and cardiovascular health outcomes among overweight/obese adolescents from Bogotá, Colombia.

Methods/design Altogether, 100 hundred overweight/obese, sedentary adolescents (aged 11–17 years) attending two public schools in Bogotá, Colombia, will be included in a parallel-group randomized controlled trial. Adolescents will be randomly assigned to an intervention group following one of four curricula: (1) the standard physical education curriculum (60 min per week of physical activity, n = 25) at low-to-moderate intensity; (2) a high-intensity physical education curriculum (HIPE, n = 25), consisting of endurance and resistance games and non-competitive activities, such as running, gymkhanas, lifting, pushing, wrestling, or hauling, for 60-min sessions, three times per week, with an energy expenditure goal of 300 to 500 kcal/session at 75–85% maximum heart rate (HRmax); (3) a low-to-moderate intensity physical education curriculum (LIPE, n = 25) consisting of endurance and resistance games and non-competitive activities (e.g., chasing, sprinting, dribbling, or hopping) for 60-min sessions, three times per week with an energy expenditure goal of 300 kcal/session at 55–75% HRmax; and (4) a combined HIPE and LIPE curriculum (n = 25). The HIPE, LIPE, and combined interventions were performed in addition to the standard physical education curriculum. The primary outcome for effectiveness is liver fat content, as measured by the controlled attenuation parameter 1 week after the end of the intervention program.

Discussion The translational focus may be suitable for collecting new information in a school setting on the possible effects of physical activity interventions to reduce liver fat content and to improve metabolic profiles and the cardiometabolic health of overweight/obese adolescents. This may lead to the more efficient use of school physical education resources.

Abstracto Fondo Una proporción considerable de los jóvenes contemporáneos tiene un alto riesgo de sufrir trastornos relacionados con la obesidad, como enfermedades cardiovasculares, síndrome metabólico o enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD). Aunque existe evidencia consistente de los efectos positivos de la actividad física en varios aspectos de la salud, la mayoría de los adolescentes en Colombia son sedentarios. Es, por tanto, importante implementar estrategias que generen cambios en el estilo de vida. El estudio HEPAFIT tiene como objetivo examinar si un programa de ejercicio de 6 meses tiene beneficios para el contenido de grasa hepática y los resultados de salud cardiovascular entre adolescentes con sobrepeso u obesidad de Bogotá, Colombia.

Métodos/diseño En total, 100 adolescentes sedentarios (de 11 a 17 años) con sobrepeso u obesidad que asisten a dos escuelas públicas en Bogotá, Colombia, se incluirán en un ensayo controlado aleatorio de grupos paralelos. Los adolescentes serán asignados aleatoriamente a un grupo de intervención siguiendo uno de cuatro planes de estudio: (1) el plan de estudios de educación física estándar (60 minutos por semana de actividad física, n = 25) de intensidad baja a moderada; (2) un plan de estudios de educación física de alta intensidad (HIPE, n = 25), que consiste en juegos de resistencia y resistencia y actividades no competitivas, como correr, yincanas, levantar objetos, empujar, luchar o arrastrar objetos, durante sesiones de 60 minutos , tres veces por semana, con un objetivo de gasto energético de 300 a 500 kcal/sesión al 75-85% de la frecuencia cardíaca máxima (FCmáx); (3) un plan de estudios de educación física de intensidad baja a moderada (LIPE, n = 25) que consiste en juegos de resistencia y resistencia y actividades no competitivas (por ejemplo, perseguir, correr, driblar o saltar) durante sesiones de 60 minutos, tres veces por semana con un objetivo de gasto energético de 300 kcal/sesión al 55-75% FCmáx; y (4) un plan de estudios combinado HIPE y LIPE (n = 25). Las intervenciones HIPE, LIPE y combinadas se realizaron además del plan de estudios estándar de educación física. El resultado principal de eficacia es el contenido de grasa del hígado, medido por el parámetro de atenuación controlada 1 semana después del final del programa de intervención.

Discusión El enfoque traslacional puede ser adecuado para recopilar nueva información en un entorno escolar sobre los posibles efectos de las intervenciones de actividad física para reducir el contenido de grasa del hígado y mejorar los perfiles metabólicos y la salud cardiometabólica de los adolescentes con sobrepeso u obesidad. Esto puede conducir a un uso más eficiente de los recursos de educación física escolar.