Aktivitet, fedme og appetit hos unge 2 Intervention (AAAA2INT)

Formålet med undersøgelsen er at kvantificere sammenhængen mellem fysisk aktivitet, metabolisk funktion og appetit hos unge. For at gøre dette vil vi teste vores arbejdshypotese om, at høje niveauer af regelmæssig moderat til kraftig fysisk aktivitet (MVPA), i modsætning til kropsvægtstatus, resulterer i en metabolisk fænotype bestående af forbedret metabolisk funktion og korrekt regulering af appetit. Vi vil tilfældigt tildele stillesiddende overvægtige/fede unge (N=44) til enten en kontrolgruppe eller en struktureret træningsgruppe i tre måneder.

Vores undersøgelsesstatistiker Dr. Vincent Staggs vil randomisere deltagere efter endelig berettigelse er bestemt til enten nyhedsbrevskontrol eller træningsintervention, afbalanceret efter køn for at sikre ligelig sammensætning af mænd og kvinder.

Prøvestørrelsen for undersøgelse 2 (mål 2) blev beregnet på baggrund af data fra vores laboratorium; en lille pilotundersøgelse med stillesiddende og aktive perioder for at teste gennemførligheden af ​​vores laboratorieprotokoller. Baseret på disse foreløbige data, som svarer til data i den eksisterende litteratur, estimerer vi ændringer i appetitvurderinger (sult) 11 % fra baseline, hvilket svarer til effektstørrelser på 0,67, hvilket resulterer i stikprøvestørrelsesberegninger på N=35. Forudsat en frafaldsrate på 10 % (n=4) i løbet af tre måneders intervention, som typisk observeres i lignende interventioner udført af mentor Dr. Donnelly, er den endelige stikprøvestørrelse sat til N=40.

Dataanalyse vil blive afsluttet af PI med assistance fra statistikeren Dr. Staggs og mentorteamet. For visuel analog skala (VAS) appetitmålinger, som vurderes på flere tidspunkter inden for en enkelt målesession, vil vi udføre analyser på to måder. Først vil vi foretage mellem gruppeanalyser ved hjælp af hver af de syv individuelle vurderinger (f.eks. 60 min efter måltid) for at se, om værdierne er forskellige efter fysisk aktivitet eller kropsvægtgruppe. For det andet vil vi også beregne arealet under kurven (AUC) for hver variabel af interesse (f.eks. sult, ghrelin), og brug dette mål til test af gruppeforskelle. For at adressere mål 1, hypotese 2, vil vi gentage analyserne beskrevet ovenfor og inkludere insulinfølsomhed som en kovariat. For at adressere mål 2, hypotese 3, vil vi mellem gruppe analyser af forandring over tid ved hjælp af gentagne målinger ANOVA, ved at bruge de samme analyseteknikker for appetitvariablerne som beskrevet i mål 1 (enkelt vurdering og AUC), med insulinfølsomhed inkluderet som en kovariat.

Appetit betragtes som det primære resultat af mål 1 og 2. Subjektiv vurdering af sult og smag vil blive afsluttet ved hjælp af selvvurderede visuelle analoge skalaer (VAS), hvor hver skala består af en 10 cm lang linje, der adskiller udsagn som "ikke kl. alle sultne? og ?ekstremt sulten?. Opfattelser af diættilbageholdenhed, desinhibering og sult vil blive målt under hver målesession forud for det faste måltid ved hjælp af Three Factor Eating Questionnaire (TFEQ). Control of Eating Questionnaire (CEQ) vil blive brugt til at vurdere sult, mæthed, trang, lysten til at spise visse typer fødevarer og evnen til at modstå trang til at spise. Objektiv vurdering af appetit vil blive afsluttet ved hjælp af blodprøver taget fra et indlagt kateter og analyseret for episodisk regulering af følgende faste- og mæthedshormoner: glucose, insulin, leptin, ghrelin, glucagon-lignende peptid 1 (GLP-1) og peptid YY (PYY). Alle prøver vil blive blandet med et standardkonserveringsmiddel (400 μL af 10.000 KIU aprotinin), centrifugeret, plasmaet opdelt i alikvoter og opbevaret i -80 μC fryser indtil analyse med standardsæt på et eksternt certificeret klinisk laboratorium.

Målt appetit vil blive vurderet efter en fast standard morgenmad (40% af RMR, sammensat af 55% kulhydrat, 15% protein, 30% fedt). Den faste morgenmad vil blive administreret, mens deltageren er i fastende tilstand (? 12 timer siden sidste måltid), og de vil blive bedt om at indtage måltidet inden for 15 minutter. Fødeindtagelse (samlet kcal) vil blive vurderet ved hjælp af et ad libitum pizzamåltid serveret tre timer efter det faste måltid. Deltagerne vil blive instrueret i at spise, indtil de er behageligt mætte, og informeret om, at de kan anmode om mere af måltidet til enhver tid. Måltider vil blive leveret i 400 kcal portioner, og hver skål mad vil blive vejet før og efter servering, uden emnerne? viden, og den forbrugte mængde registreret. Alle måltider vil blive serveret i en stille spisestue fri for forstyrrelser placeret på CCHLN. Alle fødevarer vil blive tilberedt ved hjælp af en standardprocedure i det metaboliske køkken for at sikre konsistens på tværs af behandlingsbetingelserne, og næringsstofsammensætningen af ​​måltiderne vil blive bestemt ved hjælp af næringsstofanalysesoftware (Nutrient Data System for Research, version 2016).

Insulinfølsomhed via den euglykæmiske ?hyperinsulinemiske klemmeteknik betragtes som det primære resultat for mål 1, hypotese 2. Deltagerne ankommer fastende (12 timer natten over). Et kateter vil blive indsat i en antecubital vene på den ene arm for at infundere insulin og 20 % dextrose, og et andet kateter vil blive indsat i den kontralaterale antecubitale vene til blodprøvetagning. Deltageren vil hvile stille og roligt, og RQ via indirekte kalorimetri vil blive målt (se Hvilestofskiftehastighed), efterfulgt af indsamling af 3 baseline-blodprøver for at fastslå baseline-glukoseniveauer. Umiddelbart efter og varer i 180 minutter vil en primet kontinuerlig infusion af almindelig human insulin blive administreret med en hastighed på 40 mU?m2 kropsoverfladeareal?1?min?1 sammen med en variabel infusion af 20% dextrose for at opretholde euglykæmi til at matche baseline niveauer (forventet 90-100 mg/dL). Blodsukkermålinger vil blive afsluttet hvert femte minut til bestemmelse af glucoseinfusionshastighed ved hjælp af en YSI-2300 analysator. Desuden vil der hvert tiende minut blive trukket blod ind i serumseparatorrør, centrifugeret og opbevaret ved -80? C til senere insulinanalyse. RQ vil igen blive målt 2 timer inde i klemmen i en periode på 15 minutter. Insulinfølsomhed vil blive bestemt af glukosebortskaffelseshastigheden i løbet af de sidste 45 minutter af den hyperinsulinemisk-euglykæmiske klemme, når euglykæmi er blevet etableret. Denne procedure vil finde sted på KUMC's kliniske og oversættelsesvidenskabelige enheds forskningsfacilitet.

Unge vil blive tilfældigt tildelt enten en trænings- eller nyhedsbrevskontroltilstand i tre måneder. Unge, der er randomiseret til øvelsen, vil deltage i et overvåget struktureret træningsprogram (at gå på et løbebånd, cykle på en stationær cykel osv.) og bruge tilsvarende 400 kcal/session (ca. 45-60 min/session) på tre dage/ uge. Vi vil følge protokollen fra Mentor Dr. Joseph Donnelly, med træningsrecepter, der går fra 150 kcal/session ved interventionsstart for at nå målet for træningsenergiforbruget (EEEx) (400 kcal/session) i slutningen af ​​3. måned. Begrundelsen for denne dosis struktureret træning er baseret på nationale og internationale anbefalinger om fysisk aktivitet for unge på 60 minutter/dag, sammen med data fra Donnelly-teamet og andre, der indikerer, at dette træningsniveau over en periode på tre måneder vil resultere i forbedringer i kardiorespiratorisk fitness hos unge deltagere.

EEEx vil blive vurderet ved baseline og månedligt under interventionen for at bestemme varigheden af ​​løbebåndstræning, der kræves for at nå EEEx-målene. EEEx vil blive vurderet ved indirekte kalorimetri (TrueOne 2400 Metabolic Measurement Cart, ParvoMedics, Salt Lake City, Utah) med et minuts mellemrum. Weir-ligningen vil blive brugt til at beregne EEEx ud fra målt iltforbrug og kuldioxidproduktion. Forud for hver EEEx-vurdering vil deltagerne udføre en kort opvarmning (~ 2 minutter, 3?4 mph, 0 % karakter). Ved baseline-vurderingen vil løbebåndets hastighed/grad begynde ved 3 mph/0 % stigning og vil blive justeret i trin på 0,5 mph/1 % stigning, indtil deltageren når 70 % HR max ?4 slag/minut. I slutningen af ​​måned 1 til 3 vil EEEx blive beregnet til både 70 % og 80 % af puls (HR) maksimum for at imødekomme personlige præferencer for gang eller løb. EEEx vil blive vurderet til både 70 % (15 minutter) og 80 % HR max (15 minutter) med et interval på 2 minutter mellem vurderingerne for at give deltagerne mulighed for at fjerne mundstykket og få vand, hvis det ønskes. Enten hastighed eller karakter vil blive justeret afhængigt af deltagerens præference. Den gennemsnitlige EEEx over et 15 minutters interval (kcal/minut) vil blive brugt til at bestemme varigheden af ​​træningssessioner udført i løbet af den første måned. For eksempel: EEEx = 9,2 kcal/minut, ordineret træning = 400 kcal/session, træningsvarighed = 400/9,2 = 44 minutter/session.

Al overvåget træning vil finde sted på CCHLN på et løbebånd med puls, hastighed og karakter overvåget af en træningsspecialist hvert femte minut. Fjernsyn og iPads vil være tilgængelige for deltagerne at se, mens de træner. Overholdelse vil blive defineret som fuldførelse af ?90 % af planlagte træningssessioner/uge, og deltagere vil blive udelukket, hvis de ikke opfylder dette krav. Succesfuld afslutning af en træningssession vil blive defineret som fastholdelse af mål-HR ?4 slag/minut i den foreskrevne træningsvarighed.

Som det er blevet gjort i tidligere undersøgelser af pædiatriske fedmebehandlingseksperter, vil vi bruge en nyhedsbrevskontrolgruppe. Ligesom i disse tidligere undersøgelser, vil familier modtage et månedligt nyhedsbrev med ?forældretips, eksempler på lovprisninger og børneegnede aktiviteter og opskrifter? identisk med, hvad der er blevet brugt i ledernes arbejde inden for pædiatrisk fedme. Indholdet vil svare til det, der leveres i eksisterende gruppebaserede interventioner med overvægtige/fede unge på CCHLN under ledelse af mentor Dr. Ann Davis.

Energiindtaget vil blive vurderet ved hjælp af tre metoder: 1) objektivt, som målt ved mængden af ​​kcal forbrugt under et ad libitum måltid (se ovenfor, afsnittet Faste/Ad libitum måltider), 2) subjektivt, vurderet i hver frilevende 7-dages vurderingsperiode via diætist-administrerede 24-timers kosttilbagekaldelser, og 3) beregnet, baseret på indtagsbalancemetode. Subjektivt energiindtag vil blive vurderet ved hjælp af tre kosttilbagekaldelser, der finder sted på tilfældigt udvalgte, ikke-konsekutive dage over hver 7-dages fri-levende vurderingsperiode (inklusive mindst én weekenddag) for at minimere forberedelse, der kunne bias tilbagekaldelse, af et team af erfarne ( >6 år ved hjælp af Nutrient Data System for Research-software) registrerede diætister, der anvender en multi-pass tilgang, som anvender prompter til at reducere madudeladelser og standardiserer interviewmetoden på tværs af interviewere. Estimeret energiindtag vil også blive beregnet ved hjælp af indtagsbalancemetoden under hver behandlingstilstand, baseret på principperne i den første termodynamiske lov, ved hjælp af følgende ligning: beregnet energiindtag= 1.020 (?FFM/?t) + 9.500(? FM/?t) + EE, hvor ?FFM og ?FM repræsenterer ændring i hver variabel som målt ved DXA ved begyndelsen og slutningen af ​​hver vurderingsperiodetilstand, ?t repræsenterer dage mellem målingerne; 1.020 og 9.500 repræsenterer energitætheden i kcal af henholdsvis FFM og FM pr. kg; og EE repræsenterer energiforbrug som målt af aktivitetsmonitoren.

Energiforbrug vil blive estimeret i løbet af hver 7-dages frilevende vurderingsperiode ved hjælp af en arm-baseret monitor (SenseWear Mini?, BodyMedia Inc.), som beregner energiforbrug ved hjælp af tri-aksial accelerometri og målinger af varmeflux, galvanisk hudrespons, hudtemperatur og omgivelsestemperatur på kroppen.

Kropssammensætning inklusiv fedtmasse og fedtfri masse vil blive målt ved hjælp af et helkrops dobbeltenergi røntgenabsorptiometer (DXA, Lunar DPX-system, version 3.6) med deltageren klædt i kirurgiske scrubs og i bare fødder.