Optimalizace intenzity cvičení během vysoce intenzivního intervalového tréninku pro kontrolu glukózy u prediabetu

Nábor Nábor 12 mužů bude rekrutováno prostřednictvím ordinací praktických lékařů Church and Borth v Aberystwyth. Pacientům navštěvujícím návštěvy praktického lékaře, kteří jsou považováni za ohrožené rozvojem diabetu, bude v rámci běžné péče odebrán vzorek krve, tento vzorek bude analyzován na HbA1c. Pokud je hodnota HbA1c mezi 42 a 47 mmol·mol-1, pacient je považován za prediabetika. Obvyklá péče pro tuto skupinu by spočívala v informování nově diagnostikovaného pacienta dopisem o výsledku testu a poskytnutí informací o dietě a cvičení ke snížení rizika rozvoje T2DM. Pacienti, kteří měli během předchozích 12 měsíců hodnotu HbA1c mezi 42 a 47 mmol·mol-1, budou identifikováni ordinací, která pak pacienta kontaktuje poštou s podrobnostmi studie, včetně kontaktních informací na výzkumný tým. Výzkumný tým nebude mít žádný kontakt s pacientem, pokud jej nekontaktuje a požádá o další informace. Kromě toho budou plakáty umístěny v areálu univerzity Aberystwyth ve městě Aberystwyth a e-mail bude zaslán IBERS a zaměstnancům univerzity, stejně jako pomocí sociálních sítí včetně WARU (https://waru.org.uk/cms/) Facebook a Twitter účty. Potenciální účastníci, kteří nebyli přijati prostřednictvím ordinace praktického lékaře, ale u kterých byl diagnostikován prediabetes, mohou kontaktovat výzkumný tým a vyjádřit svůj zájem.

Po kontaktu s vyjádřením zájmu o účast výzkumný tým poskytne jednotlivci informační list účastníka e-mailem nebo poštou. Po obdržení a přečtení informací o účastnících, které má jednotlivec stále zájem o zapojení do studie, budou kontaktní údaje předány také na kardiologické oddělení Všeobecné nemocnice v Bronglais. Před sdílením kontaktních údajů bude získán souhlas. Poté bude domluvena schůzka mezi kardiologem a účastníkem první návštěvy, hlavní řešitel se zúčastní i této první návštěvy.

Návštěva jedna Po příjezdu do místní nemocnice dostanou účastníci podrobné slovní vysvětlení protokolu studie od hlavního zkoušejícího, který vysvětlí účel studie a výslovně uvede, co se od nich požaduje. Účastník bude mít také možnost klást otázky týkající se studie a bude informován o svém právu odstoupit bez nutnosti vysvětlení. Poté dají písemný informovaný souhlas s účastí ve studii. Po udělení souhlasu budou účastníci poté požádáni o vyplnění dotazníku zdravotního screeningu. Poté účastník absolvuje zátěžový test s nepřetržitým monitorováním elektrokardiogramu (EKG) pomocí „Bruce protokolu“, který bude vyšetřen na indikaci kardiovaskulárního onemocnění. Pokud je účastník na základě výsledků EKG vyloučen ze studie, bude o tom informován kardiologem, který následně informuje svého praktického lékaře. Pokud nebude účastník v této fázi vyloučen, bude dohodnuto datum a čas druhé návštěvy.

Návštěva druhá Při příjezdu dostane účastník příležitost požádat o vysvětlení jakéhokoli aspektu studie a své účasti, bude mu také připomenuto právo odstoupit ze studie. Účastník bude sedět 10 minut před krevním tlakem (Omron M2 Basic, Automatic Blood Pressure Monitor, Milton Keynes, UK), výškou (Harpenden Stadiometer, Holtain Ltd; Crymych, UK) tělesnou hmotností (Tanita, Body Composition Analyzer, DC-430MA, Amsterdam, Nizozemsko) a obvod pasu (Rollfix, Hoechstmass, Západní Německo) se zaznamená a vypočítá se index tělesné hmotnosti (BMI). Bude odebrán vzorek krve z konečku prstu a analyzován na glykovaný hemoglobin (HbA1c) a profil krevních lipidů (Alere Afinion AS100, Abbott, Cheshire, UK). Účastníci poté absolvují maximální zátěžový test, který bude zahrnovat dokončení „rampového“ testu provedeného na cykloergometru (Lode Excaliber sport V2, Lode BV, Gronigen, Nizozemí) ke stanovení VO2peak a prahu výměny plynu (GET). Ergometr bude nastaven tak, aby se každý subjekt cítil pohodlně, a nastavení bude zaznamenáno a replikováno během všech následných zátěžových testů. Test bude zahrnovat tři minuty šlapání při 0 W, po kterých bude následovat kontinuální stupňované zvyšování pracovní rychlosti o 15 W·min-1. Účastníci budou instruováni, aby udržovali kadenci 65 ± 5 ot./min. po celou dobu testu. Když již účastník přes slovní povzbuzení nedokáže udržet ≥ 55 ot./min., test bude ukončen. Během testu bude srdeční frekvence (HR) zaznamenávána pomocí krátkovlnné telemetrie (Polar, S610i, Kempele, Finsko). Plicní výměna plynů a ventilace budou měřeny dech po dechu (COSMED Quark CPET, COSMED srl, Řím; Itálie). Analyzátory plynů budou před každou zkouškou kalibrovány plyny o známé koncentraci a převodník objemu turbíny bude kalibrován pomocí třílitrové stříkačky. VO2peak bude určen jako nejvyšší VO2 naměřený za 30 sekund a GET bude stanoven pomocí metody V-slope (Beaver et al. 1986) jako první nepřiměřené zvýšení produkce oxidu uhličitého (VCO2) vzhledem k VO2. Pracovní rychlost odpovídající 105 % VO2peak a 50 %∆ GET, což je 50 % rozdílu mezi GET a VO2peak, bude vypočtena pomocí lineární regrese VO2 versus pracovní rychlost s přihlédnutím ke zpoždění ve VO2 vzhledem k pracovní rychlost, která existuje během přírůstkového cvičení na rampě (Whipp et al. 1981). Po dokončení cvičení bude účastníkům poskytnuto menu, ze kterého si vyberou pět jídel (dvě snídaně, jeden oběd a dvě večeře) ke konzumaci před a po každém ze tří experimentálních pokusů.

Nakonec účastníci dostanou sledovač aktivit ActiGraph a pokyny k jeho použití. Sledovač bude mít účastník na sobě po dobu dvou a půl dne během každého ze tří experimentálních pokusů; den před zkouškou od probuzení, den zkoušky až do ulehnutí do postele a den následující po zkoušce od probuzení do dvou hodin po druhé sacharidové zátěži (CHO).

Návštěva tři Návštěva tři se uskuteční den před prvním experimentálním pokusem. Účastník se dostaví před 14:00, aby si vyzvedl jídlo. Zatímco účastníci mohou měnit obsah jídel na obou stranách pokusu, jídla budou duplikována v obsahu a době konzumace pro každý ze tří experimentálních pokusů. Abychom pomohli účastníkovi, rozpis jídel a zkoušek bude doplněn a poskytnut s jídlem. Tento rozvrh bude použit pro účastníky k zaznamenání jakéhokoli dalšího příjmu potravy, včetně svačin, které jsou zkonzumovány před a po prvním experimentálním testu, aby mohly být replikovány pro následující testy.

Během této návštěvy bude účastník také vybaven senzorem FreeStyle Libre (FreeStyle Libre Sensor, Flash Glucose Monitoring System, Abbott Laboratories LTD., Maidenhead; Berkshire) a bude mu ukázáno, jak čtečku používat. Senzor FreeStyle Libre je 14denní kontinuální osobní systém monitorování glukózy, který zaznamenává hladiny glukózy v intersticiálním prostoru. Senzor je nasazen na nedominantní horní část paže po dobu trvání studie. Senzor se skládá z malého disku o velikosti přibližně 2 libry, 5 mm na výšku a 35 mm v průměru (Abbott, 2018), s lepidlem k připevnění senzoru k účastníkovi, je zde také malé vlákno, přibližně 0,4 mm tlustý a 5 mm vysoký, což měří hladiny intersticiální glukózy (FreeStyle, 2016). Účastníci budou instruováni, aby snímali senzor buď před každým jídlem, nebo každých osm hodin, a také před usnutím a jakmile se probudí. Jakmile je senzor naskenován, data se přenesou do čtečky a zobrazí trend intersticiálních hladin glukózy za posledních osm hodin a uloží tato data po dobu až 90 dnů.

Návštěvy čtyři až šest Účastníci budou navštěvovat laboratoř při každé z těchto příležitostí ve stejnou denní dobu, aby se minimalizovaly denní odchylky. Poskytnutou snídani účastníci zkonzumují minimálně hodinu před příjezdem do laboratoře. Po příjezdu budou účastníci sedět 10 minut, než se zaznamená krevní tlak a odebere se vzorek venózní krve z předloktní žíly pomocí přesné jehly 21 (Becton-Dickinson, Oxford, UK). Krev bude odebírána do 6ml zkumavky Vacutainer ošetřené K2EDTA (BD Vacutainer Systems, Plymouth, UK). 1,5 µl plné krve bude přeneseno přímo z vacutaineru do lipidové testovací kazety a okamžitě analyzováno na analyzátoru Alere Afinion AS100 POC (Abbott, Illinois, Spojené státy americké). Další 1,0 ul plné krve bude okamžitě testován na glukózu a laktát (2300 Stat Plus, YSI, Yellow Springs, USA). Zbývající krev bude centrifugována při 1500xg po dobu 10 minut při 4°C, plazma bude pipetována do polypropylenových mikrocentrifugačních zkumavek (Eppendorf, Hamburg, Německo) před uložením při -80°C pro pozdější analýzu (inzulín).

Účastníci provedou každou ze tří různých podmínek jednou během trvání studie. Experimentální podmínky budou provedeny v náhodném pořadí, určeném pomocí WinPepi pro Windows, přičemž každý z experimentálních pokusů bude oddělován pěti dny. Tyto tři podmínky jsou; dokončení deseti intervalů při pracovním tempu, které se rovná 105 % VO2peak s poměrem pracovního klidu 1:1, dokončení deseti intervalů při pracovním tempu, které se rovná 50 % ∆ GET, s poměrem pracovního odpočinku 1:1 a kontrolou (CON) sezení bez cvičení. Regenerace v každém ze cvičení bude zahrnovat volnou jízdu na kole bez odporu. Trvání intervalu a období zotavení se bude mezi jednotlivými pokusy lišit, takže celková práce vykonaná během každého pokusu, s výjimkou CON, bude stejná, trvání intervalů bude určeno pokusem o 50 % ∆, který bude nastaven na 60 s pro intervaly práce a zotavení. Každé z cvičebních zkoušek bude předcházet a následovat pětiminutové zahřátí a ochlazení při pracovní zátěži 30 W. Účastníci budou moci pít vodu z vodovodu ad libitum před, během a po zkoušce.

Během cvičebních zkoušek budou účastníci požádáni, aby během každého intervalu zotavení nahlásili své hodnocení vnímané námahy (RPE) z Borgovy škály RPE (Borg, 1982). Během zkoušky bude měřena výměna plicních plynů a ventilace dech po dechu a zaznamenává se srdeční frekvence.

Po dokončení vychladnutí se účastníci posadí a zaznamená se krevní tlak. Účastníci budou muset po pětiminutové rekonvalescenci zkonzumovat dávku CHO 75 g CHO ve formě monohydrátu glukózy ve 200 ml vody. Účastníci se pak mohou svobodně osprchovat a převléknout před provedením konečného vzorku krve a měření krevního tlaku, jednu hodinu po dokončení cvičení. Účastníci obdrží láhev obsahující 75 g CHO ve formě monohydrátu glukózy ve 200 ml vody, budou vyzváni, aby ji vypili následující den pokusu, současně s první náplní CHO.

Návštěvy Sedm účastníků se zúčastní laboratoře za účelem odstranění glukózového senzoru a vrácení intersticiální čtečky glukózy a sledování aktivity.

Nežádoucí účinky Jakékoli nežádoucí účinky (AE), závažné nežádoucí účinky (SAE) nebo podezření na neočekávané závažné nežádoucí účinky (SUSAR) budou hlášeny zadavateli studie prostřednictvím standardních mechanismů hlášení univerzity Aberystwyth. Potenciální AE by zahrnovala; bolestivost/poškození svalů, nevolnost a kardiovaskulární příhody. Riziko každého z nich bude minimalizováno vhodnými cvičeními pro zahřátí a ochlazení a kardiovaskulárním screeningem.