Účinky tepelné terapie a silového tréninku u jedinců s diabetem 2

Materiály a metody Návrh a nastavení studie Studie je prospektivní, randomizovaná, dvojitě zaslepená, paralelní, non-inferiorní klinická studie a bude provedena na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, univerzitě v jižní Brazílii. Tento protokol studie dodržuje doporučení SPIRIT.

Intervence Dobrovolníci, kteří splňují kritéria pro zařazení, budou vedeni do studie a požádáni, aby podepsali písemný informovaný souhlas před zařazením do studie. Účastníci budou randomizováni do intervenčních skupin Control (C), RT nebo HT. V kontrolní skupině nebudou účastníci dostávat žádnou intervenci. V intervenční skupině RT budou účastníci provádět cvičení pod dohledem v tělocvičně ve třech dnech v týdnu, které na sebe nejdou. Každá lekce bude trvat ~60 minut a bude sestávat ze zahřátí, silového tréninku a ochlazení. Všechny lekce budou řídit kvalifikovaní vědci v oblasti sportu a cvičení po dobu 12 týdnů.

RT program se bude skládat z kombinace cvičení horní a dolní části těla s využitím tělocvičného nářadí, volných vah a tělesné váhy (funkční cvičení) jako primárního odporu. 12týdenní RT bude rozdělena do tří mezocyklů po čtyřech týdnech (viz podrobnosti o sadách, opakováních a intervalech v tabulce 1). Cvičení bude zahrnovat leg press, extenze na kolena a nohy curls, biceps curls, triceps extenze, lat pull down, ramenní tlak, bench press a břišní tlak. Před začátkem tréninkového období absolvují subjekty seznamovací sezení k procvičení cviků, které by dále prováděli během tréninkového programu, kdy byla individuálně testována pohybová zátěž. Odporový trénink bude prováděn pomocí dvou až tří sérií na cvik v intenzitách mezi 12 a 15 maximálními opakováními (nejtěžší možná váha pro provedení celkem 12-15 opakování). Intenzita funkčních cvičení byla řízena stupnicí OMNI. Každé sezení bude trvat 60 minut.

Účastníci skupiny HT podstoupí tepelné ošetření celého těla podle předchozích metod. Účastníci budou umístěni v ekologické komoře zpočátku nastavené na 55,0 °C ve třech dnech v týdnu, které nejdou po sobě. Každé sezení bude trvat 60 minut. Během sezení bude neustále měřena rektální teplota, srdeční frekvence, krevní tlak a tepelné nepohodlí.

Strategie pro uchování pokusů Účastníci budou jednou týdně při osobní návštěvě požádáni, aby sledovali své nežádoucí účinky. Kromě toho budou telefonní hovory nebo zprávy také použity k zapamatování účastníků ohledně naplánovaných nebo zmeškaných návštěv.

Harmonogram náboru a účastníků Období náboru do studie bude od dubna 2023 do prosince 2025. Účastníci budou pozváni k účasti na studii oznámením v novinách, elektronických a sociálních médiích. Obrázek 1 ukazuje vývojový diagram návrhu studie.

Dodržování Dodržování cvičebního programu bylo klasifikováno jako splnění alespoň 80 % doporučené nebo předepsané cvičební dávky. Každý účastník, který prokáže dodržování tréninkového protokolu na 80 % nebo více než 36 sezení, bude považován za dodržujícího. Účastníci budou klasifikováni jako neadherující nebo částečně adherentní, pokud je jejich adherence nižší než 80 %.

Statistické úvahy Pro hodnocení účinku cvičení na plazmatické hladiny HSP mezi skupinami po intervenci jsme předpokládali 80% sílu, 5% hladinu významnosti a velikost účinku (Cohenovo F) 0,4. Odhadli jsme 10% míru předčasného ukončení a celkový počet vypočítaný byl 22 v každé skupině.

Data náhodně přiděleného účastníka budou analyzována podle principu intence-to-treat jako primární volby a podle principu per-protokol, přičemž léčba, čas a interakce mezi léčbou a časem budou registrovány jako fixní účinky. Kvalitativně zdokumentujeme důvody a podrobnosti každého případu odstoupení od smlouvy. Normalita dat bude testována Shapiro-Wilkovým testem. Střední a směrodatná odchylka budou použity k popisu parametrických spojitých proměnných a mediánu a interkvartilového rozsahu pro neparametrické proměnné, zatímco absolutní a relativní četnosti budou použity pro kategorické proměnné. K porovnání konečných hodnot výsledků bude použita analýza rozptylu (ANOVA). Účinky léčby (skupina, čas a skupinová interakce) budou odhadnuty pomocí zobecněných odhadních rovnic (GEE) následovaných Bonferroniho posthoc testem (P < 0,05). Bude provedena vícenásobná lineární regresní analýza (zpětná metoda), aby se prozkoumal dopad rutinní farmakoterapie, pohlaví a věku na primární a sekundární výsledky. Pro tyto analýzy bude použit software Statistical Package for Social Science Professional verze 20.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA).

Alokace Účastníci budou náhodně rozděleni do skupin podle sekvence počítačově generovaných náhodných čísel. Tato sekvence bude získána v programu Excel Microsoft, v poměru 1:1, s bloky osmi nebo šesti účastníků k doplnění celkového vypočteného počtu. Zapečetěná obálka s alokačním kódem bude otevřena pouze na začátku léčby za přítomnosti účastníka, podle pořadí vstupu do studie.

Vzhledem k povaze intervencí nebude výzkumník provádějící cvičení ani účastníci oslepeni. Aby bylo zajištěno maskování hodnotitelů, jsou subjekty požádány, aby vynechaly svou přidělenou skupinu a nemluvily o svých intervencích během sezení s hodnocením výsledků. V případě neúmyslného odslepení z jakéhokoli důvodu bude zapojený výzkumník informovat hlavního výzkumníka.

Sběr a správa dat K získání sociodemografických a klinických charakteristik účastníků bude použit dotazník, včetně věku, pohlaví, rodinného stavu, úrovně vzdělání, trvání diabetu, rodinné anamnézy diabetu a fyzické aktivity, kterou sami uvedli. Léky na T2DM budou registrovány na začátku a na konci studie.

Antropometrická měření, včetně tělesné hmotnosti, výšky, vypočteného indexu tělesné hmotnosti (kg/m2), změn obvodu pasu a boků, budou zaznamenána při první a poslední návštěvě. Hmotnost bude měřena na digitálně kalibrovaných váze s maximální nosností 150 kg a přesností 100 g. Výška bude určena vertikálním stadiometrem připojeným k váze s kapacitou 2 m/0,1 cm (Urano®, Canoas, Brazílie). Obvod pasu a boků bude měřen neelastickou metrickou páskou (2 m/0,1 cm). Celkové tělesné složení bude hodnoceno pomocí rentgenové absorpciometrie s duální energií (DEXA scan - Lunar iDXA, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK).

Po tomto vyhodnocení jednotlivci provedou test maximální zátěže na běžeckém pásu, aby určili maximální příjem kyslíku (vrchol VO2) a maximální srdeční frekvenci, pod dohledem týmu zkušených fyziologů cvičení. Test bude proveden podle protokolu Bruce. Příjem kyslíku (VO2) a produkce oxidu uhličitého (VCO2) budou určeny počítačovým systémem výměny plynů dech-by-dech a analyzovány za použití 20sekundového průměrovacího signálu. Bazální metabolismus bude analyzován v rychlém stavu (Quark CPET, Cosmed, Itálie).

Při první a poslední návštěvě laboratoře budou odebrány vzorky krve a centrifugovány při 1000 g po dobu 10 minut, aby se oddělila plazma nebo sérum, které budou uchovány pro další analýzu biochemických parametrů. Celková glukóza, C-reaktivní protein, HDL-cholesterol, HbA1c a triglyceridy budou stanoveny v automatizovaném systému Cobas C111 (Roche Diagnostics, Basel, Švýcarsko). LDL-cholesterol bude vypočten pomocí Friedewaldovy rovnice. Inzulinová rezistence bude vypočítána metodou Homeostatic Model Assessment (HOMA-IR) na základě inzulinu a hladin glukózy nalačno.

Pro analýzu mikroflóry bude provedena purifikace DNA z výkalů na bázi silikagelu pomocí vysoce kvalitní komerční sady pro extrakci nukleových kyselin QIAmp Blood and Body Fluid (Qiagen, Kanada). Hypervariabilní oblast V3-V4 genu 16S rRNA bude amplifikována a sekvenována na Illumina MiSeq. Sekvence budou zpracovány v mothur (v.1.41.1) 23 s upravenými postupy, jak bylo popsáno dříve. Sekvence budou poté zarovnány do databáze SILVA 16 S rRNA (v 132).

Pro zánětlivé biomarkery a hladiny LPS v plazmě bude krev centrifugována při 1000 g po dobu 10 minut a sérum bude zmrazeno (-80 °C) pro další analýzu technikou ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) za použití komerčních souprav: LPS TNF-a, IL-1, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 a IL-13 (Human ELISA Kits, Sigma-Aldrich, St. Louis, MI, USA).

Vzhledem k důležitosti HSR pro adaptaci na stres budeme testovat kapacitu leukocytů (hlavní zdroj cirkulujícího HSP72 a zástupce stresové reakce imunitních buněk) uvolňovat HSP72 za podmínek tepelného stresu (normální a očekávaná reakce u zdravých buněk ). Tuto strategii použijeme k porovnání, zda by různé intervence mohly zlepšit HSR u diabetu. Stručně řečeno, po odběru byla celá krev okamžitě inkubována při dvou různých teplotách: 37 °C (kontrola) a 42 °C (tepelně stresovaná) po dobu 2 hodin ve vodní lázni. Po inkubaci se celková krev odstředí, aby se izolovala plazma. Pro analýzu eHSP72 bude použita plazma 26. Ke kvantifikaci hladin plazmatického proteinu HSP72 bude použita metoda vysoce citlivého enzymového imunosorbentního testu (EIA) (EKS-715 Stressgen, Victoria, Kanada), jak již bylo popsáno 27. Signalizace zánětlivých buněk v PBMC (NF-kB; TLR2 e 4, TRIF, IKKi/IKKε, e MyD88) bude analyzována pomocí western blotu, jak bylo popsáno dříve 28.

Průtokem zprostředkovaná dilatace Průtokem zprostředkovaná dilatace brachiální tepny (FMD) v reakci na hyperémii bude prováděna pomocí ultrazvukového zařízení (Toshiba model Nemio XG, Japonsko) jako nepřímé měření endoteliální funkce, přizpůsobené současným směrnicím. (THIJSSEN DHJ et.al., 2011).

Hydratační protokol V předchozí den vystavení teplu budou účastníci instruováni, aby vypili 12 ml•kg-1 vody (kromě obvyklé spotřeby tekutin). Během dopoledne v den experimentálního sezení v horku budou účastníci instruováni, aby kromě běžné spotřeby tekutin zkonzumovali 6 ml•kg-1 vody pro zajištění stavu euhydratace. Před vstupem do environmentální komory bude proveden sběr moči pro ověření stavu hydratace, za použití specifické hmotnosti přes refraktometr 29; 30 a barvu přes konkrétní stupnici 31. Bude použita mezní hodnota specifické hmotnosti moči 1,25. Pro vyšší hodnoty účastníci vypijí 200-250 ml vody a počkají 30 minut před vystavením teplu.

Bezpečnost a nežádoucí příhody Účastníci budou během a minimálně 30 minut po zákroku pod neustálou kontrolou zdravotníků, aby se předešlo nežádoucím příhodám. Mohou se objevit následující mírné a středně závažné nežádoucí účinky: Cvičební protokoly, zvláště při maximální námaze, mohou způsobit určité nepohodlí (nevolnost, bolest svalů). Tepelná terapie se ukázala být pro většinu lidí bezpečná. U některých účastníků je však možné, že vyšší teplota způsobí určitou tepelnou nepohodu. Kardiovaskulární změny, jako je zvýšená srdeční frekvence a krevní tlak, jsou očekávané a nejsou škodlivé. Nakonec lze po protokolu pozorovat mírnou dehydrataci. To bude následně utlumeno správnou hydratací.

Etická hlediska Studie přísně dodržuje protokoly týkající se formy informovaného souhlasu, důvěrnosti a anonymity. Bude poskytnut formulář informovaného souhlasu s pokyny, cíli projektu, popisem postupů, možnými riziky a přínosy. Účastníci budou také informováni o tom, že účast je dobrovolná a že mohou ze studie kdykoli odstoupit. Tato studie bude provedena v souladu s Helsinskou deklarací a byla schválena institucionálním kontrolním výborem zařízení (číslo sledování: 38626420.6.0000.5347) a registrován v databázi klinických studií. Všechny soubory obsahující data účastníků budou uloženy v zabezpečené databázi chráněné heslem, ke které budou mít přístup pouze oprávnění členové výzkumného týmu.