The prevalence and magnitude of childhood obesity are increasing dramatically. We examined the effect of varying degrees of obesity on the prevalence of the metabolic syndrome and its relation to insulin resistance and to C-reactive protein and adiponectin levels in a large, multiethnic, multiracial cohort of children and adolescents.We administered a standard glucose-tolerance test to 439 obese, 31 overweight, and 20 nonobese children and adolescents. Baseline measurements included blood pressure and plasma lipid, C-reactive protein, and adiponectin levels. Levels of triglycerides, high-density lipoprotein cholesterol, and blood pressure were adjusted for age and sex. Because the body-mass index varies according to age, we standardized the value for age and sex with the use of conversion to a z score.The prevalence of the metabolic syndrome increased with the severity of obesity and reached 50 percent in severely obese youngsters. Each half-unit increase in the body-mass index, converted to a z score, was associated with an increase in the risk of the metabolic syndrome among overweight and obese subjects (odds ratio, 1.55; 95 percent confidence interval, 1.16 to 2.08), as was each unit of increase in insulin resistance as assessed with the homeostatic model (odds ratio, 1.12; 95 percent confidence interval, 1.07 to 1.18 for each additional unit of insulin resistance). The prevalence of the metabolic syndrome increased significantly with increasing insulin resistance (P for trend, <0.001) after adjustment for race or ethnic group and the degree of obesity. C-reactive protein levels increased and adiponectin levels decreased with increasing obesity.The prevalence of the metabolic syndrome is high among obese children and adolescents, and it increases with worsening obesity. Biomarkers of an increased risk of adverse cardiovascular outcomes are already present in these youngsters.

Childhood obesity, epidemic in the United States, has been accompanied by an increase in the prevalence of type 2 diabetes among children and adolescents. We determined the prevalence of impaired glucose tolerance in a multiethnic cohort of 167 obese children and adolescents.

Pediatric obesity has escalated to epidemic proportions, leading to an array of comorbidities, including type 2 diabetes in youth. Since most overweight children become overweight adults, this chronic condition results in serious metabolic complications by early adulthood. To curtail this major health issue, effective pediatric interventions are essential.To compare effects of a weight management program, Bright Bodies, on adiposity and metabolic complications of overweight children with a control group.One-year randomized controlled trial conducted May 2002-September 2005.Recruitment and follow-up conducted at Yale Pediatric Obesity Clinic in New Haven, Conn, and intervention at nearby school.Random sample of 209 overweight children (body mass index [BMI] >95th percentile for age and sex), ages 8 to 16 years of mixed ethnic groups were recruited. A total of 135 participants (60%) completed 6 months of study, 119 (53%) completed 12 months.Participants were randomly assigned to either a control or weight management group. The control group (n = 69) received traditional clinical weight management counseling every 6 months, and the weight management group (n = 105) received an intensive family-based program including exercise, nutrition, and behavior modification. Intervention occurred biweekly the first 6 months, bimonthly thereafter. The second randomization within the weight management group assigned participants (n = 35) to a structured meal plan approach (dieting), but this arm of the study was discontinued while enrollment was ongoing due to a high dropout rate.Change in weight, BMI, body fat, and homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) at 6 and 12 months.Six-month improvements were sustained at 12 months in weight management vs control, including changes in the following (mean [95% confidence interval]): weight (+0.3 kg [-1.4 to 2.0] vs +7.7 kg [5.3 to 10.0]); BMI (-1.7 [-2.3 to -1.1] vs +1.6 [0.8 to 2.3]); body fat (-3.7 kg [-5.4 to -2.1] vs +5.5 kg [3.2 to 7.8]); and HOMA-IR (-1.52 [-1.93 to -1.01] vs +0.90 [-0.07 to 2.05]).The Bright Bodies weight management program had beneficial effects on body composition and insulin resistance in overweight children that were sustained up to 12 months.clinicaltrials.gov Identifier: NCT00409422.

Summary

Background

 Impaired glucose tolerance is common among obese adolescents, but the changes in insulin sensitivity and secretion that lead to this prediabetic state are unknown. We investigated whether altered partitioning of myocellular and abdominal fat relates to abnormalities in glucose homoeostasis in obese adolescents with prediabetes. 

Methods

 We studied 14 obese children with impaired glucose tolerance and 14 with normal glucose tolerance, of similar ages, sex distribution, and degree of obesity. Insulin sensitivity and secretion were assessed by the euglycaemichyperinsulinaemic clamp and the hyperglycaemic clamp. Intramyocellular lipid was assessed by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy and abdominal fat distribution by magnetic resonance imaging. 

Findings

 Peripheral glucose disposal was significantly lower in individuals with impaired than in those with normal glucose tolerance (mean 35·4 [SE 4·0] vs 60·6 [7·2] moles per kg lean body mass per min; p=0·023) owing to a reduction in non-oxidative glucose disposal metabolism (storage). Individuals with impaired glucose tolerance had higher intramyocellular lipid content (3·04 [0·43] vs 1·99 [0·19]%, p=0·03), lower abdominal subcutaneous fat (460 [47] vs 626 [39] cm², p=0·04), and slightly higher visceral fat than the controls (70 [11] vs 47 [6] cm², p=0·065), resulting in a higher ratio of visceral to subcutaneous fat (0·15 [0·02] vs 0·07 [0·01], p=0·002). Intramyocellular and visceral lipid contents were inversely related to the glucose disposal and non-oxidative glucose metabolism and positively related to the 2 h plasma glucose concentration. 

Interpretation

 In obese children and adolescents with prediabetes, intramyocellular and intra-abdominal lipid accumulation is closely linked to the development of severe peripheral insulin resistance.

The metabolism and composition of skeletal muscle tissue is of special interest because it is a primary site of insulin action and plays a key role in the pathogenesis of insulin resistance. Intramyocellular (IMCL) triglyceride stores are an accessible form of energy that may decrease skeletal muscle glucose utilization, thereby contributing to impaired glucose metabolism. Because of the invasive nature of muscle biopsies, there is limited, if any, information about intramuscular lipid stores in children. The development of (1)H nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy provides a unique noninvasive alternative method that differentiates intracellular fat from intercellular fat in muscle tissue. The present study was performed to determine whether IMCL and extramyocellular (EMCL) lipid contents are increased early in the development of juvenile obesity and to explore the relationships between IMCL and EMCL to in vivo insulin sensitivity, independently of total body fat and central adiposity in obese and nonobese adolescents. Eight nonobese (BMI 21 kg/m(2), age 11-16 years) and 14 obese (BMI 35 +/- 1.5 kg/m(2), age 11-15 years) adolescents underwent 1) (1)H-NMR spectroscopy to noninvasively quantify IMCL and EMCL triglyceride content of the soleus muscle, 2) a 2-h euglycemic-hyperinsulinemic clamp (40 mU.m(-2).min(-1)) to assess insulin sensitivity, 3) a dual-energy X-ray absorptiometry scan to measure total percent body fat, and 4) magnetic resonance imaging to measure abdominal fat distribution. Both the IMCL and EMCL content of the soleus muscle were significantly greater in the obese adolescents than in the lean control subjects. A strong inverse correlation was found between IMCL and insulin sensitivity, which persisted and became even stronger after controlling for percent total body fat and abdominal subcutaneous fat mass (partial correlation r = -0.73, P < 0.01) but not when adjusting for visceral fat (r = - 0.54, P < 0.08). In obese adolescents, increase in total body fat and central adiposity were accompanied by higher IMCL and EMCL lipid stores. The striking relationships between both IMCL and EMCL with insulin sensitivity in childhood suggest that these findings are not a consequence of aging but occur early in the natural course of obesity.

OBJECTIVE—Type 2 diabetes in obese youth is an emerging problem. The metabolic and anthropometric predictors of change in glucose tolerance status in obese youth are unknown. RESEARCH DESIGN AND METHODS—A total of 117 obese children and adolescents were studied by performing an oral glucose tolerance test (OGTT) at baseline and after ∼2 years. Data from both OGTTs and changes in weight were examined to identify youth at highest risk for developing diabetes and the factors that have the strongest impact on glucose tolerance. RESULTS—Eighty-four subjects had normal glucose tolerance (NGT) and 33 impaired glucose tolerance (IGT) at baseline. Eight subjects (all of whom had IGT at baseline) developed type 2 diabetes, whereas 15 subjects with IGT reverted to NGT. In this cohort, severe obesity, impaired glucose tolerance, and African-American background emerged as the best predictors of developing type 2 diabetes, whereas fasting glucose, insulin, and C-peptide were nonpredictive. Changes in insulin sensitivity, strongly related to weight change, had a significant impact on the 2-h glucose level on the follow-up study. CONCLUSIONS—Severely obese children and adolescents with IGT, particularly of African-American descent, are at very high risk for developing type 2 diabetes over a short period of time. Parameters derived from an OGTT and not fasting samples can serve as predictors of changes in glucose tolerance.

Abstract Background: Concurrent with the rise in obesity, nonalcoholic fatty liver disease is recognized as the leading cause of serum aminotransferase elevations in obese youth. Nevertheless, the complete metabolic phenotype associated with abnormalities in biomarkers of liver injury and intrahepatic fat accumulation remains to be established. Methods: In a multiethnic cohort of 392 obese adolescents, alanine aminotransferase (ALT) levels were related with parameters of insulin sensitivity, glucose, and lipid metabolism as well as adipocytokines and biomarkers of inflammation. A subset of 72 adolescents had determination of abdominal fat partitioning and intrahepatic fat accumulation using magnetic resonance imaging. Findings: Elevated ALT (&gt;35 U/liter) was found in 14% of adolescents, with a predominance of male gender and white/Hispanic race/ethnicity. After adjusting for potential confounders, rising ALT was associated with reduced insulin sensitivity and glucose tolerance as well as rising free fatty acids and triglycerides. Worsening of glucose and lipid metabolism was already evident as ALT levels rose into the upper half of the normal range (18–35 U/liter). When hepatic fat fraction was assessed using fast magnetic resonance imaging, 32% of subjects had an increased hepatic fat fraction, which was associated with decreased insulin sensitivity and adiponectin, and increased triglycerides, visceral fat, and deep to superficial sc fat ratio. The prevalence of the metabolic syndrome was significantly greater in those with fatty liver. Interpretation: Deterioration in glucose and lipid metabolism is associated even with modest ALT elevations. Hepatic fat accumulation in childhood obesity is strongly associated with the triad of insulin resistance, increased visceral fat, and hypoadiponectinemia. Hence, hepatic steatosis may be a core feature of the metabolic syndrome.

OBJECTIVE— To explore whether an imbalance between the visceral and subcutaneous fat depots and a corresponding dysregulation of the adipokine milieu is associated with excessive accumulation of fat in the liver and muscle and ultimately with insulin resistance and the metabolic syndrome. RESEARCH DESIGN AND METHODS— We stratified our multi-ethnic cohort of 118 obese adolescents into tertiles based on the proportion of abdominal fat in the visceral depot. Abdominal and liver fat were measured by magnetic resonance imaging and muscle lipid (intramyocellular lipid) by proton magnetic resonance spectroscopy. RESULTS— There were no differences in age, BMI Z score, or fat-free mass across tertiles. However, as the proportion of visceral fat increased across tertiles, BMI and percentage of fat and subcutaneous fat decreased, while hepatic fat increased. In addition, there was an increase in 2-h glucose, insulin, c-peptide, triglyceride levels, and insulin resistance. Notably, both leptin and total adiponectin were significantly lower in tertile 3 than 1, while C-reactive protein and interleukin-6 were not different across tertiles. There was a significant increase in the odds ratio for the metabolic syndrome, with subjects in tertile 3 5.2 times more likely to have the metabolic syndrome than those in tertile 1. CONCLUSIONS— Obese adolescents with a high proportion of visceral fat and relatively low abdominal subcutaneous fat have a phenotype reminiscent of partial lipodystrophy. These adolescents are not necessarily the most severely obese, yet they suffer from severe metabolic complications and are at a high risk of having the metabolic syndrome.

The main objective of this study is to better understand the effects of diet-induced weight loss on brain connectivity in response to changes in glucose levels in individuals with obesity.