Motion, tarmmikrobiota og type 2-diabetes (Ex-GM-T2D)

Type 2-diabetes er en global metabolisk epidemi og en stor global sundhedstrussel. I 2021 havde 537 millioner voksne i alderen 20-79 år på verdensplan diabetes. T2D, er relateret til livstruende mikrovaskulære og makrovaskulære helbredskomplikationer, der bidrager enormt til byrden af ​​dødelighed og handicap på verdensplan. T2D er defineret ved fastende hyperglykæmi, som i vid udstrækning er sekundær til utilstrækkelig virkning af insulin. T2D er normalt forudgået af en tilstand af intermediær hyperglykæmi eller Pre-D, som er karakteriseret ved nedsat fastende glukose (IFG), nedsat glukosetolerance (IGT) eller begge dele, og i høj grad øger risikoen for T2D. I T2D, selvom insulinniveauer er normale eller høje, bliver væv såsom lever, skeletmuskulatur og fedtvæv resistente over for insulin, hvilket resulterer i høje niveauer af blodsukker. T2D er forbundet med et systemisk inflammatorisk respons, som synes at være en uafhængig risikofaktor for udvikling af T2D. Derudover har personer med T2D tendens til at have et mere oxidativt indre miljø end raske forsøgspersoner. Hyperglykæmi-induceret oxidativ stress har vist sig at påvirke insulinsignaleringskaskaden og reducere GLUT4-gentransskription og også ændre mitokondriel aktivitet. T2D patofysiologi er også blevet forbundet med GM-sammensætning. Dysbiose af GM foreslås at have en central rolle i patogenesen af ​​insulinresistens og T2D gennem flere mekanismer.

Den vigtige rolle, som regelmæssig træning spiller for forebyggelse og behandling af T2D, er blevet fastslået. De fleste fordele ved træning på T2D-styring og -forebyggelse opnås gennem tilpasninger til skeletmuskulatur, som igen inducerer akutte og kroniske forbedringer i insulinvirkningen. Motion har også antiinflammatoriske virkninger. Fremkomne beviser tyder på, at træning også kan påvirke T2D positivt ved at forbedre GM-sammensætningen. Den mest lovende effekt af regelmæssig motion er ændringen af ​​GM mod en sundere mikrobiel sammensætning ved at producere en mere forskelligartet GM, reducere patogene bakteriesamfund og øge SCFAs-producerende bakterier. Indvirkningen af ​​træning på T2D-individers GM-struktur og funktion er imidlertid dårligt forstået, da der indtil videre kun eksisterer et begrænset antal undersøgelser på dette område.

Ifølge en foreløbig styrkeanalyse (en sandsynlighedsfejl på 0,05 og en statistisk styrke på 80%) blev en stikprøvestørrelse på 8-10 deltagere/gruppe anset for passende til at påvise statistisk meningsfulde ændringer mellem forsøgene. Således vil ≥60 midaldrende individer blive vurderet for egnethed til at deltage i undersøgelsen. Undersøgelsen vil blive udført i et parallelt, randomiseret, kontrolleret design. Deltagerne vil primært blive informeret om undersøgelsesprocedurerne, samt fordele og mulige risici, og de vil også underskrive en informeret samtykkeerklæring for deltagelse i undersøgelsen. Alle berettigede personer vil give blodprøver til bestemmelse af fastende blodsukker, glykosyleret hæmoglobin (HbA1c) og fastende plasmainsulin, og vil tage en oral glucosetolerancetest (OGTT) for at bestemme deres glykæmiske profil, ifølge hvilken de vil være karakteriseret som normal glukosetolerance (NGT) individer, eller præ-diabetes (præ-D) individer eller type 2 diabetes (T2D) individer. Fysisk aktivitetsniveau vil også blive vurderet gennem International Physical Activity Questionnaire (IPAQ). Efterfølgende vil deltagerne i hvert glukosetolerancestadium blive tilfældigt tildelt enten de 12 ugers regelmæssig kombineret aerobic og modstandstræning i henhold til retningslinjerne for præ-D og T2D individer, eller forblive stillesiddende i 12 uger. Seks interventionsgrupper vil således være som følger: i) NGT-gruppe (NGTG), NGT-individer - ingen motion, ii) NGT-motionsgruppe (NGTG+Ex), NGT-personer, der skal deltage i træning og udtræning, iii) pre-D gruppe (pre-DG), pre-D individer - ingen motion, iv) pre-D øvelsesgruppe (Pre-DG+Ex), præ-D individer, der vil deltage i træning og udtræning, v) T2D gruppe (T2DG), T2D-individer - ingen motion, og vi) T2D-øvelsesgruppe (T2DG+Ex), T2D-personer, der vil deltage i træning og aftræning. Randomisering af betingelserne vil blive udført af en software, der genererer tilfældige heltal, der er tilgængelig på internettet (Random.org).

Baseline-målinger vil finde sted på Laboratory of Biochemistry, Physiology and Nutrition of Exercise (SmArT Lab), Department of Physical Education and Sports, University of Thessaly: fysiologiske mål (hvilepuls, hvilende systolisk og diastolisk blodtryk, hvilestofskifte) , antropometriske karakteristika (kropshøjde, kropsmasse, kropsmasseindeks), kropssammensætning (mængde af kropsfedt, mager kropsmasse, fedtmasse, knogletæthed), muskelpræstation [aerob kapacitet (VO2max), isokinetisk styrke i underekstremiteterne ( isometrisk, koncentrisk og excentrisk drejningsmoment af knæekstensorer og knæbøjere), håndgrebsstyrke, muskelkraft (modbevægelsesspring)]. Derudover vil deltagerne give afføring til bestemmelse af GM-sammensætning og GM-metabolitter [kortkædede fedtsyrer (SCFA'er)], samt blodprøver til bestemmelse af fuldstændigt blodtal (CBC), systemisk inflammation [tumornekrosefaktor alfa ( TNF-α), interleukin 6 (IL-6), C-reaktivt protein (CRP), zonulin, lipopolysaccharider-bindende protein (LBP)], redoxstatus i blodet [total antioxidantkapacitet (TAC), katalase (CAT), proteincarbonyler (PC), reduceret glutathion (GSH), oxideret glutathion (GSSG), GSH/GSSG-forhold, malondialdehyd (MDA), urinsyre, bilirubin] og lipidprofil [totalkolesterol (CHO-T), lavdensitetslipoprotein (LDL) , højdensitetslipoprotein (HDL), triglycerider (TG)]. Derudover vil deltagerne registrere deres kost via en 7-dages tilbagekaldelse før deres deltagelse i den første eksperimentelle tilstand, og kostdata vil blive analyseret. Alle ovenstående målinger vil blive gentaget efter de 12 ugers træningsintervention, såvel som efter de 4 ugers udtræningsperiode. De deltagere, der vil blive allokeret til den almindelige træning, bortset fra VO2max, vil de yderligere gennemgå estimering af maksimal styrke af de vigtigste muskelgrupper for at bestemme intensiteten af ​​hver deltagers træningsprogram; Bestemmelse af aerob kapacitet og muskelstyrke vil også blive gentaget efter fire ugers regelmæssig træning for de nødvendige intensitetsjusteringer af træningsprogrammet.