Understanding the role of body weight and composition on lung function growth and decline

Abstract

Background: There is evidence suggesting that body weight is associated with lung function, but results are contradictory and suffer from important limitations. We aimed to assess the association of body weight and composition with lung function growth and decline, overcoming some of the limitations of previous research. Methods: We used data from three population-based cohorts: the Spanish INfancia y Medio Ambiente (‘Environment and Childhood’), the UK Avon Longitudinal Study of Parents and Children and the European Community Respiratory Health Survey. Lung function was measured by spirometry. Body weight was assessed using body mass index (BMI). Body composition (lean body mass and fat mass) was measured using a dual-energy X-ray absorptiometry scanner. We calculated changes over time and group-based trajectories of BMI, lean body mass and/or fat mass. Results: (1) Independently of birth size, accelerated BMI gain from birth to four years was associated with higher lung function at seven years but also with airflow limitation. In contrast, children with lower birth size and slower BMI gain in early childhood had lower lung function at seven years. (2) Higher lean body mass from nine to fifteen years related to higher lung function at fifteen years in boys and girls. In addition, higher fat mass was associated with lower lung function in boys, and with airflow limitation in boys and girls. (3) The association of higher fat mass with airflow limitation at fifteen years was partly (20%) mediated by insulin resistance, but not by C-reactive protein. (4) Moderate and high weight gain during adulthood were associated with accelerated lung function decline, while weight loss was related to its attenuation. Conclusions: Excess body weight and fat mass have deleterious effects on lung function over life span, while higher lean body mass benefits lung function growth. The effects of body weight on lung function seem reversible. This thesis highlights the importance of assessing body composition when studying the effects of body weight on respiratory health and of promoting body weight and fat mass control in order to reduce respiratory morbidity at all ages.Antecedentes: El peso corporal se ha asociado con la función pulmonar, pero hasta ahora los resultados han sido contradictorios y presentan limitaciones importantes. Nuestro objetivo fue evaluar la asociación del peso y la composición corporal con el desarrollo y el declive de la función pulmonar, superando algunas de las limitaciones de los estudios previos Métodos: Utilizamos datos de tres cohortes de base poblacional: INfancia y Medio Ambiente, en España, Avon Longitudinal Study of Parents and Children, en Inglaterra, y European Community Respiratory Health Survey. La función pulmonar se midió mediante espirometría. El peso corporal se evaluó utilizando el índice de masa corporal (IMC). La composición corporal (masa magra y masa grasa) se midió utilizando un escáner de absorciometría de rayos X de energía dual. Calculamos cambios en el tiempo y trayectorias grupales de IMC, masa magra y/o masa grasa. Resultados: (1) Independientemente del peso al nacer, el aumento acelerado del IMC desde el nacimiento hasta los cuatro años se asoció con una mayor función pulmonar a los siete años, pero también con una limitación del flujo aéreo. En cambio, los niños con un peso al nacer más bajo y un aumento del IMC más lento mostraron una menor función pulmonar a los siete años. (2) Un mayor nivel de masa magra desde los nueve hasta los quince años se asoció con una mayor función pulmonar a los quince años en niños y niñas. Además, un mayor nivel de masa grasa se asoció con una menor función pulmonar en niños y con una limitación del flujo aéreo en niños y niñas. (3) La asociación entre un mayor nivel de masa grasa y la limitación del flujo aéreo a los quince años fue mediada en parte (20%) por la resistencia a la insulina, pero no por la proteína C-reactiva. (4) El aumento de peso moderado y alto en la edad adulta se asoció con un declive acelerado de la función pulmonar, mientras que la pérdida de peso se relacionó con su atenuación. Conclusiones: El exceso de peso y masa grasa tienen efectos nocivos sobre la función pulmonar a lo largo de la vida. En cambio, un mayor nivel de masa magra beneficia el desarrollo de la función pulmonar. Los efectos del peso sobre la función pulmonar parecen reversibles. Esta tesis resalta la importancia de evaluar la composición corporal al estudiar los efectos del peso sobre la salud respiratoria y de promover el control del peso y el nivel de masa grasa para reducir la morbilidad respiratoria en todas las edades.Programa de doctorat en Biomedicina