Physical activity and sleep in extreme weight conditions

Abstract

There is an increasing worldwide prevalence of obesity and anorexia nervosa. These conditions are having important health consequences. Among the numerous factors linked to these extreme weight conditions, deviations in physical activity and sleep patterns have been identified. However, the underlying mechanisms are not yet clear. Compared to healthy-weight individuals, those with obesity and anorexia nervosa present a distinctive temperament and cognitive profile as well as specific alterations in plasma endocannabinoid and endocrine hormone levels. Separately, these psychobiological processes are being associated with sleep-wake behaviour.

This thesis gathers six studies to examine sleep and physical activity patterns in extreme weight conditions and the modulating role of several neuroendocrine factors, temperament, psychopathological indexes and cognitive functioning. A further aim, exclusive to anorexia nervosa, was to evaluate the effects of these mechanisms on the outcome of a partial, day hospital treatment.

An inverse association was found between moderate-to-vigorous physical activity (MVPA) and body mass index, in part mediated via the actions of exercise on endocannabinoid system functioning. A temperament profile of low novelty seeking and high harm avoidance, as was in the participants with obesity, may be implicated in the adversity of these individuals towards exercise. Additionally, individuals with obesity were found to have difficulties in decision-making (selecting choices that provided immediate reward despite long-term loss), which was linked to both elevated plasma concentrations of irisin and less MVPA.

Contrarily, a large variation was identified in the physical activity patterns of patients with anorexia nervosa; the majority presented daytime physical activity and MVPA habits that are similar to those of individuals without an eating disorder, except for a group who were particularly active. Furthermore, regulated and supervised MVPA may be a useful strategy for reducing the symptoms of depression identified in these patients and to promote treatment success.

Regarding sleep, both individuals with obesity and anorexia nervosa reported several sleep difficulties, suggesting a u-shaped relationship between sleep and body mass index. Poor sleep quality was associated with increased plasma orexin-A in both conditions. In obesity the interaction between poor sleep and raised plasma orexin-A was associated with elevated body mass index. The interplay between sleep and orexin-A may have an adverse effect on treatment outcome.

In conclusion, the present thesis demonstrates that both physical activity and sleep are highly relevant components in the psychopathology of obesity and anorexia nervosa, contributing to the development and maintenance of these conditions via their interaction with other altered psychobiological processes.

En las últimas décadas se ha observado un rápido aumento en la prevalencia de la obesidad y anorexia nerviosa. Entre los factores asociados a estas condiciones extremas de peso, se han identificado alteraciones en la actividad física y la calidad del sueño. La presente tesis explora estos parametros en personas con obesidad y anorexia nerviosa, y como están asociados a procesos neuroendocrinologicos, a la personalidad, a índices de psicopatología, y al funcionamiento cognitivo. En segundo lugar se evalúan los efectos de la actividad física y el sueño en el resultado de una intervención de hospital de día para la anorexia nerviosa.

Se encontró una asociación inversa entre la actividad de tipo moderada-alta y el índice de masa corporal, parcialmente mediada por los efectos del ejercicio sobre el sistema endocannabinoide. Un perfil de personalidad de baja busqueda de la novedad y alta evitación al daño, como se observó en los participantes con obesidad, podría estar implicado en la aversión que estos pueden presentar hacia el ejercicio. Asimismo, estos individuos demostraron dificultades en la toma de decisiones, vinculadas con elevadas concentraciones sanguineas de irisina y menor actividad.

Contrariamente, una gran variación fue identificada en la actividad física de los pacientes con anorexia nerviosa; la mayoría presentaron hábitos de actividad similares a los de los individuos sin trastorno alimentario, aunque un subgrupo de pacientes era particularmente activo. Introducir una actividad física regulada seria útil para reducir los sintomas de depresión y facilitar el éxito del tratamiento.

Por otro lado, las personas con obesidad o anorexia nerviosa indicaron tener dificultades en el sueño, lo que sugiere una relación a “u” entre el sueño y el índice de masa corporal. Una baja calidad de sueño estaba asociada a elevados niveles sanguineos de orexina-A. En la obesidad, esta interacción estaba relacionada con un más alto índice de masa corporal, mientras que en la anorexia nerviosa parece obstacular la eficacia de un tratamiento de hospital de día.

En conclusión, la presente tesis demuestra que la actividad física y el sueño son variables importantes en la psicopatología de la obesidad y de la anorexia nerviosa que, alterados, pueden promover estas enfermedades interactuando con otros procesos psicobiológicos.