Undersøgelse af virkningerne af morgen- og aftenmotion på glukoseregulering hos voksne med prædiabetes (TExIS)

Rekruttering, screening og randomisering af deltagere. Deltagere (n=20, kvinder=10) vil blive rekrutteret fra University of Colorado Denver Anschutz Medical Campus (CU AMC) og det omkringliggende Denver Metro-område ved hjælp af campus-e-mails og flyers. Frivillige, der opfylder de indledende berettigelseskriterier, vil blive planlagt til et personligt screeningbesøg, herunder screeninglaboratorier (thyreoideastimulerende hormon (TSH), komplet blodtal (CBC), omfattende metabolisk panel (CMP), lipidpanel, glykeret hæmoglobin (A1c), uringraviditetstest hos kvinder (beta-humant choriongonadotropin), 12-aflednings elektrokardiogram (EKG), sygehistoriegennemgang og fysisk undersøgelse hos en læge eller avanceret praksisudbyder. Potentielle deltagere vil udfylde spørgeskemaet om parathed til fysisk aktivitet (PAR-Q) for yderligere at screene for kontraindikationer til træning. 38 Potentielle deltagere vil også blive screenet for obstruktiv søvnapnø ved hjælp af WatchPat (Itamar Medical, Israel) med en apnø hypopnø indeksscore > 5 som ekskluderende, da det signifikant påvirker systemisk metabolisme. WatchPat bruger en kombination af perifer arteriel tonus, pulsoximetri, hjertefrekvens, accelerometre og en snorkedetektor til at måle respirationsanstrengelsesrelaterede ophidselser og er blevet valideret. 39,40 Deltagere, der opfylder undersøgelsesberettigelseskriterierne nedenfor, vil blive blokrandomiseret i et 1:1-forhold (stratificeret efter køn) for at fuldføre enten AM-Ex eller PM-Ex først i crossover-undersøgelsen.

Studieprotokol og vurderinger. Undersøgelsen vil blive udført på CU AMC Anschutz Health and Wellness Center (AHWC) og CU AMC Clinical Translational Research Center (CTRC). Se Faciliteter og andre ressourcer for detaljer om AHWC og CTRC. Deltagerne vil gennemgå vurderinger ved baseline og igen efter at have gennemført hver af træningsbetingelserne.

Overvågede AM- og PM-motionsforhold. Deltagerne vil gennemføre en 3-dages aerob træningstilstand (Bemærk: 1 omgang træning har vist sig at ændre melatonin). Træning vil blive udført ved 70 % af aldersforudsagt MHR i 45 minutter om dagen. Individuelle træningstidsvinduer for deltagere vil blive defineret af individets sædvanlige vågnetid (målt ved aktigrafi), hvor AM-Ex forekommer 0-3 timer og PM-Ex forekommer 9-12 timer efter sædvanlig vågentid. Disse tidsvinduer blev valgt til at definere morgen og aften af ​​flere årsager. For det første, i løbet af den traditionelle arbejdsdag, dyrker de fleste voksne motion enten før deres arbejdsdag eller efter deres arbejdsdag før sengetid. For det andet har disse tidsvinduer vist sig at være, når cirkadiske mønstre af SI og melatonin er mest tydelige og konsistente. 13,35 Træningssessioner vil blive udført på løbebåndet på AHWC og overvåget af studiepersonale. HR-monitorer (Polar H10) vil blive båret for at sikre opnåelse af målintensiteten. Sessionstid (tid på dagen), varighed og gennemsnitlig intensitet vil blive registreret for hver session. Træningssessioner vil blive adskilt af en 3-4 ugers udvaskningsperiode for både at minimere træningseffekter på SI og for at tage højde for faser af menstruationscyklussen, da forskellige menstruationsfaser har vist sig at udvise forskellig SI.

Kostrecept. Under hver tilstand vil deltagerne blive bedt om at spise en afbalanceret kost bestående af cirka 50 % kulhydrat, 30 % fedt, 20 % protein. En kontrolleret diæt blev valgt for at reducere virkningerne af forskellige måltidssammensætninger på den følgende dag insulinklemmeforsøg, og så en standardiseret fri-levende dag kunne undersøges via CGM.

Vurderinger. Alle foranstaltninger vil blive udført ved baseline og efter hver træningstilstand.

Insulinfølsomhed (hyperinsulinemisk-euglykæmisk klemme): Protokol afledt af original glucoseklemmevalideringsundersøgelse. 45 Efter at have fastet natten over i 12 timer, vil deltagerne ankomme til CTRC 1 time efter det sædvanlige vågnetidspunkt, og baseline vitale tegn og kapillær blodsukker vil blive opnået. To IV'er vil blive placeret af plejepersonalet på kontralaterale arme, en i antecubitalvenen og en i håndleddet. Insulin (42 enheder/700mL NS-koncentration) vil blive startet ved 40mU/m2/min og dextrose 20% opløsning vil også blive startet og titreret for at opretholde en kapillær blodsukker på 90ng/dL. Kaliumphosphat (5mmol/100mL NS) vil også blive kørt med 4mL/time for at forhindre hypokaliæmi. Efter 100 minutters euglykæmi vil kapillær blodsukker og seruminsulin blive opnået hvert 10. minut x3. Efter 120 minutter vil en serumglukose, insulin, triglycerider, FFA, glycerol og laktat blive udtaget, insulininfusion vil blive stoppet, og patienten vil blive fodret med et måltid. Tredive minutter efter måltidet vil dextrose blive stoppet, og deltageren vil blive overvåget for hypoglykæmi, indtil han udskrives. SI vil blive beregnet ved hjælp af glukoseinfusionshastighed, urintab af glukose og rumkorrektion via formlen beskrevet tidligere.

Fri levende gennemsnitlig glukose, time in range (TIR) ​​og glukosevariabilitet (kontinuerlig glukosemonitor): Et kontinuerligt glukoseovervågningssystem (CGM; FreeStyle Libre Pro; Abbott Industries, Chicago, IL, USA) vil blive placeret den første dag i baseline og træningsforhold. Studiedeltagerne vil blive trænet i, hvordan man vedligeholder enheden. Deltagerne vil bære monitoren i 5 dage og returnere enheden ved besøget efter tilstanden (enheden på plads fra dag 1 til 5). Kort fortalt indsættes en sensor i en vinkel på 45° lige under huden på deltagerens arm ved hjælp af en aftagelig introducernål. En lille, fleksibel elektrode efterlades, som vil forblive indlejret i huden i 5 dage. Indsættelsen er hurtig, og der opleves meget lidt ubehag. Deltagerens interstitielle væskeglukose reagerer med sensorens glucoseoxidaselag og producerer et elektrisk signal, der optages af den digitale modtager. Systemet gemmer en gennemsnitlig glukoseværdi hvert 15. minut, og deltagerne vil blive blindet for alle glukosedata. Alle glukosedata hentes via scanningslæseren, som vil blive brugt før fjernelse af enheden.

Spytsvag lys melatonin offset (DLM-Off): Deltagerne vil blive instrueret i at undgå håndkøb eller melatoninprodukter eller kosttilskud, der indeholder melatonin i hele undersøgelsens varighed. Dagen før DLM-Off-testning vil deltagerne blive instrueret i at undgå koffein, alkohol, marihuana, ikke-steroide antiinflammatoriske lægemidler og vil følge den foreskrevne diæt. Om aftenen før DLM-Off-testning vil de blive bedt om at placere lysblokerende beskyttelsesbriller, 1 spytopsamlingsrør, prøvelog og en pen ved sengen og indstille deres alarm til næste morgen på deres sædvanlige vågnetid. Om morgenen for DLM-Off-kollektionen vil deltagerne forblive i sengen og straks tage de lysblokerende briller på. Fem minutter efter opvågning vil deltagerne samle den første spytprøve i røret ved deres seng og registrere tiden. Spytopsamlingen vil blive afsluttet inden for 5 minutter. Dette rør vil blive placeret i fryseren og transporteret til CTRC på is af deltageren. Lysblokerende briller vil blive båret indtil ankomst til CTRC i et lyskontrolleret rum. Spytprøver vil derefter blive indsamlet af undersøgelsespersonalet hver time fra time 1-5 efter opvågning.

Serum AM-cortisol: Ved ankomst til CTRC for besøget efter tilstanden og efter IV-placering for hyperinsulinemisk-euglykæmisk klemme (se ovenfor), vil der blive taget en blodprøve for AM-serumcortisol før insulininfusionens begyndelse.

Enhedsmålt fysisk aktivitet (PA) og stillesiddende adfærd (SB): Ved hver tilstand vil PA og SB blive målt ved hjælp af activPAL (PALTechnologies: Glasgow, Skotland) aktivitetsmonitor. ActivPAL'en vil blive givet til deltageren på dag 1 af tilstanden og returneret ved besøget efter tilstanden. ActivPAL er en lille (53 x 35 x 7 mm) og let (15 gram) enhed, der bruger accelerometer-afledte oplysninger om lårposition til at estimere tid brugt i forskellige kropspositioner (dvs. siddende/liggende, stående og trædende). Enheden er fastgjort ved hjælp af en ikke-allergifremkaldende klæbende pude og placeret på midterlinjen af ​​låret, en tredjedel af vejen mellem hofte og knæ og er blevet valideret som et objektivt mål for PA og SB.

Søvnvarighed, søvnkvalitet og søvntiming (håndledsaktigrafi, spørgeskema): Håndledsaktigrafi (Actiwatch, Philips Respironics) er velvalideret til vurdering af søvnvarighed og -kvalitet og bruges almindeligvis til vurdering af frit levende søvn48. Actiwatch vil blive båret på det ikke-dominerende håndled i 5 på hinanden følgende dage. Udover at vurdere søvn ved hjælp af Actiwatch, vil deltagerne blive bedt om at føre en søvndagbog i de samme 5 dage. Søvndagbogen vil indeholde sengetid, vågnetid, dagtimer og en vurdering af søvnkvalitet. Søvnighed i dagtimerne vil blive vurderet ved hjælp af Epworth Sleepiness Scale (ESS). ESS giver et gyldigt mål for søvnighed i dagtimerne over de seneste syv dage.

Kronotype: Individuel kronotype vil blive målt ved baseline besøget ved hjælp af Morningness-Eveningness Questionnaire (MEQ).

Menstruationssporing: For menstruerende deltagere vil der blive taget en menstruationshistorie ved screeningsbesøget, og graviditet vil blive afgjort med en uringraviditetstest før starten af ​​hver tilstand. Seksuelt aktive personer skal bruge prævention under hele undersøgelsesprotokollen. Hvert mål (baseline, tilstand 1 og tilstand 2) adskilles med intervaller på 28 dage, og stemmer derfor overens med menstruationscyklussen hos de fleste menstruerende deltagere. Menstruerende deltagere vil blive evalueret i den follikulære fase med træningsrecepten til at begynde på dag 1 i menstruationscyklussen.

Effektberegning af analytisk plan Vores stikprøvestørrelse og effektestimater var baseret på en lignende undersøgelse, der undersøgte effekten af ​​rask gang på SI hos ældre kvinder. For at opnå 80 % effekt med en tosidet parret t-test for dette 2x2 crossover-design er en prøvestørrelse på n=20 nødvendig. Dette effektestimat antager en gennemsnitlig forskel på 412 µmol/min i glucoseclearance (Rd), med en standardafvigelse af de parrede forskelle antaget at være 626,2 µmol/min. og signifikansniveauet er 0,05. For at forvente en frafaldsrate på 20 %, vil 25 forsøgspersoner blive tilmeldt for at opnå en endelig stikprøvestørrelse på 20 forsøgspersoner, der har gennemført alle betingelser.

Statistiske analyser for mål 1 og 2 Analyser vil blive udført ved hjælp af SAS 9.4-software (SAS Institute, Inc (Cary, NC, USA)). Konventionelle tilgange til fortolkning og rapportering af resultater fra statistiske analyser vil blive brugt (2-sidede p-værdier og 95 % konfidensintervaller, og signifikansniveauer på 0,05 vil blive brugt til alle hypotesetest). Den primære sammenligning vil være ændring i SI (motion - baseline) med forskellige træningsbetingelser. Potentielle ændringer i SI, glykæmisk variabilitet, DLM-off timing, serum cortisol peak og offset, lyseksponering, ikke-motions fysisk aktivitet, stillesiddende tid, søvnvarighed/timing og søvnkvalitet/subjektiv søvnighed vil blive udforsket. Inden for gruppen vil ændringer blive analyseret ved hjælp af tosidede parrede t-tests for normalfordelte data. Kontinuerlige variable vil blive vurderet for normalitet, og transformationer vil blive brugt til ikke-normalfordelte data. Mellem gruppeforskelle vil blive udforsket ved hjælp af gentagne målinger ANOVA for normalfordelte variable. Sammenfattende statistik for gennemførlighed og acceptable resultater vil blive beregnet.