Mitokondriel Metabolisme og Oxidativ Stress i Funktion af Fysisk Træning og Ernæringsvejledning i T2DM (MITOX)

Ingen indgriben: ND-INAKTIV

Deltagere, som ikke modtog hverken ernæringsmæssig intervention eller motionsprogram.
De blev instrueret i at opretholde deres normale livsstilsvaner vedrørende fysisk aktivitet og kost.

Aktiv komparator: Moderat intensitet kontinuerlig træning (ND-MICT)

Deltagere, der ikke modtog ernæringsmæssig intervention, men som var tilmeldt et moderat intensivt kontinuerligt træningsprogram.

Andet: Moderat-intensitets kontinuerlig træning (MICT)

Deltagere tildelt MICT gennemførte 3 ugentlige sessioner, med 1-2 dages hvile mellem sessioner, på en cykelergometer i 12 uger.

MICT bestod af 50 minutters kontinuerlig pedaling med en intensitet på cirka 10 % over lactattærsklen, med en kadence mellem 60-80 rpm. Træningsbelastning (TL) blev øget med 10%, hvis disse to betingelser var opfyldt: 1) ingen stigning på mindst 2 slag i hjertefrekvens fra minut 20 til minut 40 af træningssessionen, og 2) lactatniveauer under 2 mmol/L i minut 48 af sessionen. TL for den første session blev bestemt af en justeringstest bestående af en inkrementel test med fem på hinanden følgende 10-minutters faser ved en konstant kadence (60-80 RPM) fra 90% til 130% af den ventilatoriske tærskelkraft, beregnet fra tidligere udførte FatOx-testdata, med 10% stigninger i hvert trin. TL blev bestemt af den fase, hvor HR steg med ≥ 3 slag mellem faser og blodlactatniveauer steg med ≥ 1 mmol/L fra den foregående fase.

Aktiv komparator: Højintensiv intervaltræning (ND-HIIT)

Deltagere, der ikke modtog ernæringsmæssig intervention, men var tilmeldt et højintensitetsintervaltræningsprogram.

Andet: Højintensiv intervaltræning (HIIT)

Deltagere tildelt HIIT gennemførte 3 ugentlige sessioner, med 1-2 dages hvile mellem sessioner, på en cykelergometer i 12 uger.

Træningsbelastningen (TL) blev bestemt ud fra en trinvist test indtil frivillig udmattelse med et-minuts arbejdsintervaller (fra 85% til 165% af den maksimale effekt fra en tidligere udført VO2max-test [Wmax] og med 10% intervaller) adskilt af 1,5-minutters hvileperioder (ved 20% Wmax).

Programmet bestod af en 3-minutters opvarmning med de første 2 minutter ved 20% og det sidste minut ved 40% af TL, efterfulgt af 10 serier af 1 minut varighed ved 90% af TL, med 1 minut hvile mellem sættene ved 40% af TL og afsluttet med 2 minutters afslapning ved 20% af TL (estimeret total tid for sessionen: 25 minutter). En 5% stigning i arbejdsbelastning blev anvendt, når de første tre intervaller i to på hinanden følgende sessioner ikke oversteg 85%, og de sidste fem ikke nåede 90% af den maksimale puls. Deltagerne blev bedt om at opretholde en kadence over 80 omdrejninger pr. minut.

Aktiv komparator: Ernæringsmæssig intervention (D-INACT)

Deltagere, der modtog ernæringsmæssig intervention men ikke et motionsprogram.

Adfærdsmæssigt: Ernæringsmæssig intervention

Den ernæringsmæssige intervention blev gennemført via to-ugentlige (± 3 dage) personlige konsultationer med en ernæringsekspert eller diætist over en hel periode på 12 uger. For det første blev patientens kost analyseret. Derefter blev deltagerne vejledt i at følge et middelhavskostbaseret og let kaloriereduceret kostmønster med det primære mål at opnå en 5 % reduktion i kropsvægt og sænke blodsukkerniveauer. Måltidsplaner blev oprettet ved hjælp af Nutrium®-software, tilpasset hver deltagers livsstil og madpræferencer, og gennemgået ved hver to-ugentlige konsultation. Kostplanen inkluderede mindst 4 måltider om dagen, hvilket sikrede en velfordelt indtagelse af kulhydrater, en afbalanceret fordeling af makro- og mikronæringsstoffer samt inklusion af fødevarer rige på præbiotika og probiotika. Desuden blev der givet nogle forslag om kombinationen af fødevarer og kulinariske teknikker. Kun én session gennem interventionen var tilladt at deltage i telefonisk.

Eksperimentel: Ernæringsmæssig Intervention Moderat-Intensiv kontinuerlig træning (D-MICT)

Deltagere, der modtog ernæringsmæssig intervention og var tilmeldt et moderat intensivt kontinuerligt træningsprogram.

Andet: Moderat-intensitets kontinuerlig træning (MICT)

Deltagere tildelt MICT gennemførte 3 ugentlige sessioner, med 1-2 dages hvile mellem sessioner, på en cykelergometer i 12 uger.

MICT bestod af 50 minutters kontinuerlig pedaling med en intensitet på cirka 10 % over lactattærsklen, med en kadence mellem 60-80 rpm. Træningsbelastning (TL) blev øget med 10%, hvis disse to betingelser var opfyldt: 1) ingen stigning på mindst 2 slag i hjertefrekvens fra minut 20 til minut 40 af træningssessionen, og 2) lactatniveauer under 2 mmol/L i minut 48 af sessionen. TL for den første session blev bestemt af en justeringstest bestående af en inkrementel test med fem på hinanden følgende 10-minutters faser ved en konstant kadence (60-80 RPM) fra 90% til 130% af den ventilatoriske tærskelkraft, beregnet fra tidligere udførte FatOx-testdata, med 10% stigninger i hvert trin. TL blev bestemt af den fase, hvor HR steg med ≥ 3 slag mellem faser og blodlactatniveauer steg med ≥ 1 mmol/L fra den foregående fase.

Adfærdsmæssigt: Ernæringsmæssig intervention

Den ernæringsmæssige intervention blev gennemført via to-ugentlige (± 3 dage) personlige konsultationer med en ernæringsekspert eller diætist over en hel periode på 12 uger. For det første blev patientens kost analyseret. Derefter blev deltagerne vejledt i at følge et middelhavskostbaseret og let kaloriereduceret kostmønster med det primære mål at opnå en 5 % reduktion i kropsvægt og sænke blodsukkerniveauer. Måltidsplaner blev oprettet ved hjælp af Nutrium®-software, tilpasset hver deltagers livsstil og madpræferencer, og gennemgået ved hver to-ugentlige konsultation. Kostplanen inkluderede mindst 4 måltider om dagen, hvilket sikrede en velfordelt indtagelse af kulhydrater, en afbalanceret fordeling af makro- og mikronæringsstoffer samt inklusion af fødevarer rige på præbiotika og probiotika. Desuden blev der givet nogle forslag om kombinationen af fødevarer og kulinariske teknikker. Kun én session gennem interventionen var tilladt at deltage i telefonisk.

Eksperimentel: Ernæringsmæssig Intervention Højintensiv intervaltræning (D-HIIT)

Deltagere, der modtog ernæringsmæssig intervention og blev tilmeldt et højintensivt intervaltræningsprogram.

Andet: Højintensiv intervaltræning (HIIT)

Deltagere tildelt HIIT gennemførte 3 ugentlige sessioner, med 1-2 dages hvile mellem sessioner, på en cykelergometer i 12 uger.

Træningsbelastningen (TL) blev bestemt ud fra en trinvist test indtil frivillig udmattelse med et-minuts arbejdsintervaller (fra 85% til 165% af den maksimale effekt fra en tidligere udført VO2max-test [Wmax] og med 10% intervaller) adskilt af 1,5-minutters hvileperioder (ved 20% Wmax).

Programmet bestod af en 3-minutters opvarmning med de første 2 minutter ved 20% og det sidste minut ved 40% af TL, efterfulgt af 10 serier af 1 minut varighed ved 90% af TL, med 1 minut hvile mellem sættene ved 40% af TL og afsluttet med 2 minutters afslapning ved 20% af TL (estimeret total tid for sessionen: 25 minutter). En 5% stigning i arbejdsbelastning blev anvendt, når de første tre intervaller i to på hinanden følgende sessioner ikke oversteg 85%, og de sidste fem ikke nåede 90% af den maksimale puls. Deltagerne blev bedt om at opretholde en kadence over 80 omdrejninger pr. minut.

Adfærdsmæssigt: Ernæringsmæssig intervention

Den ernæringsmæssige intervention blev gennemført via to-ugentlige (± 3 dage) personlige konsultationer med en ernæringsekspert eller diætist over en hel periode på 12 uger. For det første blev patientens kost analyseret. Derefter blev deltagerne vejledt i at følge et middelhavskostbaseret og let kaloriereduceret kostmønster med det primære mål at opnå en 5 % reduktion i kropsvægt og sænke blodsukkerniveauer. Måltidsplaner blev oprettet ved hjælp af Nutrium®-software, tilpasset hver deltagers livsstil og madpræferencer, og gennemgået ved hver to-ugentlige konsultation. Kostplanen inkluderede mindst 4 måltider om dagen, hvilket sikrede en velfordelt indtagelse af kulhydrater, en afbalanceret fordeling af makro- og mikronæringsstoffer samt inklusion af fødevarer rige på præbiotika og probiotika. Desuden blev der givet nogle forslag om kombinationen af fødevarer og kulinariske teknikker. Kun én session gennem interventionen var tilladt at deltage i telefonisk.

Muskelbioptiprøver: mitochondrial respirationskapacitet

Huden blev lokalbedøvet, efterfulgt af et snit på cirka 6-7 mm på dermalofladen. Ved hjælp af steriliserede Bergstrom-nåle blev cirka 3-6 mg skeletmuskel fra musculus vastus lateralis ekstraheret og placeret i en BIOPS-puffer til øjeblikkelig analyse af mitochondrial respiration (MR) gennem højopløsningsrespirometri. Før blev fiberne mekanisk adskilt i BIOPS-puffer ved hjælp af steriliserede nåle og kemisk permeabiliseret med en 50 μg/ml saponinopløsning.

MR blev målt i en specifik puffer (Mir05) i duplikat i hyperoxygenerede kamre (250-450 mM oxygen) i en Oxygraph-2k ved 37°C (Oroboros, Innsbruck, Østrig). En substrat-uncoupler-titreringsprotokol blev anvendt ved tilsætning af (slutkoncentration): malat (2 mM), pyruvat (5 mM), glutamat (2 mM), MgCl2 (3 mM) og ADP (5 mM), cytochrom C (10 μM), succinat (10 mM) og p-trifluormetoxyphenylhydrazon. Iltflux blev præsenteret som massespecifik (pmol·s/mg vædvægt) og normaliseret til CS-aktivitet.

Vurderede ændringer i oxidativ stress

Niveauet af oxidativ stress blev vurderet ved koncentrationen af 8-OHdG som en biomarkør for DNA-oxidation. En kompetitiv ELISA-detektionsmetode blev anvendt i serumprøver. Kort fortalt blev standarden og prøven tilsat en forcoateret mikroplade sammen med den biotinylerede detektionsantistof. Efter vask blev HRP-streptavidin tilsat. Derefter blev TMB-substratet tilsat, og reaktionen blev afsluttet med en syreopløsning. Farveudviklingen blev målt spektrofotometrisk ved en bølgelængde på 450 nm. De optiske densitetsværdier af prøverne blev sammenlignet med dem fra standardkurven for at bestemme 8-OHdG-koncentrationen (ng/ml).

Muskelbiopsiprøve: Citratsyntaseaktivitet

2-5 mg frossen muskelvæv blev homogeniseret i en 1:20 fortynding af CelLytic™ MT Tissue Lysis (C3228, Sigma-Aldrich, Dorset, UK) med 1 % protease inhibitor cocktail (P8340, Sigma-Aldrich, Dorset, UK) ved 4 °C. Lysatet blev centrifugeret ved 12.000 × g i 10 minutter ved 4 °C for at pelletere affald, og supernatantet blev opbevaret ved -80 °C. CS-aktivitet blev kvantificeret i duplikater ved hjælp af et analysekit efter producentens vejledning (CS0720: Sigma-Aldrich, Dorset, UK). Kort fortalt blev endogen aktivitet registreret gennem farveemission fra DTNB, og total aktivitet blev beregnet efter tilsætning af oxalacetat. Proteinkoncentration blev bestemt i duplikater ved hjælp af et bicinchoninsyre-analysekit (BCA1: Sigma-Aldrich, Dorset, UK), hvilket muliggjorde normalisering af CS-aktivitetsværdier til totalt proteinindhold (µmol/g/min). CS-aktivitet og proteinkoncentration blev målt i 96-brænderglasplader ved hjælp af en mikropladelæser ved henholdsvis 412 nm og 562 nm (MQX200R2, Biotek instruments, Burlington, USA).

Vurderede ændringer i hæmoglobinmætningsdelta

En NIRO-200NX-enhed blev brugt til at måle ændringer i skeletmuskulaturen på iltet, deoxygeneret og totalt hæmoglobin (μmol/L) gennem nær-infrarød spektroskopi (NIRS) og den modificerede Beer-Lamberts lov. NIRS-sensoren (afstand mellem emitter og sensor på 4 cm) blev placeret på 2/3 af afstanden mellem store trochanter og laterale epicondyle på det dominante ben. For parametre bestemt af MBLL blev referencepunktet indstillet efter fem minutters hvile i liggende stilling. NIRS-dataene blev kontinuerligt indsamlet gennem en test af hvileenergiforbrug i 30 minutter, en test for maksimal fedtforbrænding (MFO) på en cykelergometer og en test for maksimal iltoptagelse (VO2max) på en cykelergometer. Kort fortalt bestod MFO-testen af en trinvis opgave med 3-minutters faser startende fra 15W og stigende med 15W hver fase indtil en respiratorisk udvekslingsrate på 1. Efter en 5-minutters pause blev VO2max-testen påbegyndt ved sidste MFO-belastning med 15W-stigninger hvert minut indtil VO2max-bestemmelse.

Vurderede ændringer i vævsiltningsindeks

En NIRO-200NX-enhed blev brugt til at målle skeletmuskelvævs iltningsindeks (%) via nær-infrarød spektroskopi (NIRS), den modificerede Beer-Lambert-lov (MBLL) og rumligt opløst spektroskopi. NIRS-sensoren (afstand mellem emitter og sensor på 4 cm) blev placeret ved 2/3 af afstanden mellem store trochanter og laterale epicondyle på det dominerende ben. For parametre bestemt af MBLL blev referencepunktet indstillet efter fem minutters hvile i ryglægende stilling. NIRS-dataene blev kontinuerligt indsamlet gennem en hvileenergiforbrugstest i 30 minutter, en maksimal fedtforbrænding (MFO)-test på en cykelergometer og en maksimal iltoptagelse (VO2max)-test på en cykelergometer. Kort fortalt bestod MFO-testen af en trinvist stigende opgave med 3-minutters faser startende fra 15W og stigende med 15W hver fase indtil et respirationsudvekslingsforhold på 1. Efter en 5-minutters pause blev VO2max-testen påbegyndt ved sidste MFO-belastning med 15W stigninger hvert minut indtil VO2max-bestemmelse.

Vurderede ændringer i Glukosekoncentration

Glukosekoncentration (mg/dL) blev målt fra blodprøver, der blev indsamlet fra albuevenen efter mindst 8 timers faste og ved 30, 60, 90, 120 og 180 minutter efter indtagelse af 75 gram glukose (Nuter-tec, 75 g/200 mL, appelsinsmag). Deltagerne blev instrueret dagen før testen om at opretholde deres sædvanlige livsstil, afholde sig fra alkohol eller koffein i 24 timer og undgå kraftig fysisk aktivitet i 72 timer. Blodprøverne blev centrifugeret ved 4000 omdrejninger i minuttet i 7 minutter, og serum blev analyseret. Glukosekoncentrationer blev bestemt ved hjælp af den kolorimetriske metode udført på Alinity CI-systemet (Abbott Laboratories, Abbott Park, IL, USA).

Vurderede ændringer i insulinkoncentration

Insulinkoncentration (µU/mL) blev målt fra blodprøver indsamlet fra albuelommen i serumseparationsrør efter mindst 8 timers faste og ved 30, 60, 90, 120 og 180 minutter efter indtagelse af 75 gram glukose (Nuter-tec, 75 g/200 mL, appelsinsmag). Deltagerne blev instrueret dagen før testen om at opretholde deres sædvanlige livsstil, afholde sig fra alkohol eller koffeinindtag i 24 timer og undgå kraftig fysisk aktivitet i 72 timer. Blodprøver blev centrifugeret ved 4000 omdrejninger pr. minut i 7 minutter, og serum blev analyseret. Insulinkoncentrationer blev bestemt ved kemiluminescerende immunoassays udført på Alinity CI-systemet (Abbott Laboratories, Abbott Park, IL, USA).

Vurderede ændringer i insulinresistens: HOMA-IR

Insulinresistens blev estimeret ved hjælp af Homeostatic Model Assessment for Insulin Resistance (HOMA-IR), beregnet som fastende insulin (µU/mL) ganget med fastende glukose (mg/dL) divideret med 405.

Vurderede ændringer i insulinsensitivitet: Matsuda-indeks

Hele krops insulinfølsomhed blev estimeret gennem Matsuda-indekset, beregnet som 10.000 / √[(fastende glukose (mg/dL) × fastende insulin (µU/mL)) × (gennemsnitlig glukose under Oral Glukose Tolerance Test (mg/dL) × gennemsnitlig insulin under Oral Glukose Tolerance Test (µU/mL))].

Vurderede ændringer i Insulinfølsomhed: Quicki

Insulinfølsomhed blev estimeret gennem den Kvantitative Insulinfølsomheds Kontrolindeks (QUICKI), beregnet som 1 / [log(fastende insulin (µU/mL)) + log(fastende glukose (mg/dL))].

Vurderede ændringer i kropsvægt

Kropsvægt (kilogram, kg) blev målt ved hjælp af en multifrekvens bioelektrisk impedans-enhed (TANITA-MC780MA, Tanita Corp., Tokyo, Japan) efter mindst 8 timers faste. Deltagerne blev instrueret dagen før testen om at opretholde deres sædvanlige livsstil, afholde sig fra alkohol eller koffein i 24 timer og undgå kraftig fysisk aktivitet i 72 timer. Deltagerne bar let tøj og blev bedt om at tisse lige før målingen.

Vurderede ændringer i Body Mass Index

Body Mass Index (BMI) i kilogram per kvadratmeter (kg/m²) blev beregnet som kropsvægt (kg) divideret med højden i anden potens (m²).

Vurderede ændringer i fedtmasse (kilogram fedtmasse)

Fedtmasse (kilogram, kg) blev estimeret ved hjælp af multifrekvens bioelektrisk impedans med en 8-elektrode-enhed (TANITA-MC780MA, Tanita Corp., Tokyo, Japan) efter mindst 8 timers faste. Deltagerne blev instrueret dagen før testen om at opretholde deres sædvanlige livsstil, afholde sig fra alkohol eller koffein i 24 timer og undgå anstrengende fysisk aktivitet i 72 timer. Deltagerne bar let tøj og blev bedt om at tisse lige før målingen.

Vurderede ændringer i fedtmasse (procentdel af fedtmasse)

Fedtmasse (procentdel af total kropsvægt, %) blev estimeret ved hjælp af multifrekvens bioelektrisk impedans med en 8-elektrode-enhed (TANITA-MC780MA, Tanita Corp., Tokyo, Japan) efter mindst 8 timers faste. Deltagerne blev instrueret dagen før testen om at opretholde deres sædvanlige livsstil, afholde sig fra alkohol eller koffein i 24 timer og undgå kraftig fysisk aktivitet i 72 timer. Deltagerne bar let tøj og blev bedt om at urinere umiddelbart før målingen.

Vurderede ændringer i fedtfri masse (kilogram fedtfri masse)

Fedtfri masse (kilogram, kg) blev estimeret ved hjælp af multifrekvens bioelektrisk impedans med en 8-elektrode enhed (TANITA-MC780MA, Tanita Corp., Tokyo, Japan) efter mindst 8 timers faste.
Deltagerne blev instrueret dagen før testen om at opretholde deres sædvanlige livsstil, undgå alkohol eller koffein i 24 timer og undgå kraftig fysisk aktivitet i 72 timer.
Deltagerne bar let tøj og blev bedt om at urinere umiddelbart før målingen.

Vurderede ændringer i Fedtfri Masse (procentdel af Fedtfri Masse)

Fedtfri masse (procentdel af total kropsvægt, %) blev estimeret ved hjælp af multifrekvens bioelektrisk impedans med en 8-elektrodes enhed (TANITA-MC780MA, Tanita Corp., Tokyo, Japan) efter mindst 8 timers faste. Deltagerne blev instrueret dagen før testen om at opretholde deres sædvanlige livsstil, afholde sig fra alkohol eller koffein i 24 timer og undgå kraftig fysisk aktivitet i 72 timer. Deltagerne bar let tøj og blev bedt om at tisse lige før målingen.

Vurderede ændringer i antropometri: Omkredse

Taljemål (cm) blev målt på midtpunktet mellem den nederste laterale margin af den 10. ribben og iliac-kammen, vinkelret på kroppens længdeakse. Maveomkreds (cm) blev målt på niveau med navlen, vinkelret på kroppens længdeakse. Hofteomkreds (cm) blev målt på niveau med den største posteriore fremspring på ballerne, vinkelret på kroppens længdeakse. Låromkreds (cm) blev målt på midtpunktet mellem trochanter major og den laterale tibia condyle. Alle målinger blev udført med deltageren stående oprejst og afslappet. Hver måling blev foretaget to gange, og en tredje måling blev udført, hvis forskellen oversteg 1%. Gennemsnittet af de to mest ens målinger blev registreret.

Vurderede ændringer i antropometri: Talje-hofte-forhold

Talje-hofte-forholdet (WHR) blev beregnet som taljeomkreds (cm) divideret med hofteomkreds (cm).

Vurderede ændringer i antropometri: Hudfoldetykkelse

Lårets hudfoldstykkelse blev målt to tredjedele af afstanden fra iliospinale-punktet (den nederste del af den forreste øverste iliac-kam) til patellens superolaterale kant, over m. vastus lateralis' mave.
Målingerne blev foretaget på det dominerende ben.
Der blev foretaget to målinger, og en tredje måling blev foretaget, hvis forskellen mellem de to første oversteg 5%.
Gennemsnittet af de to mest ens resultater blev registreret.

Vurderede ændringer i kropskomposition: Fedtmasse og fedtfri masse.

Kropsammensætningen blev estimeret ved hjælp af en multifrekvens bioimpedans med 8 elektroder, der tidligere var valideret (TANITA-MC780MA, Tanita Corp., Tokyo, Japan) med mindst 8 timers faste, og efter disse hensyn dagen før: 1) opretholde deres sædvanlige livsstil, 2) afholde sig fra at indtage alkohol eller koffein i 24 timer, og 3) undgå kraftig fysisk aktivitet i 72 timer før testen. Desuden blev deltagerne bedt om at tisse lige før målingen.

Patienterne bar let tøj og indtog en stilling i henhold til fabrikantens instruktioner.

Desuden blev kropsvægt med samme enhed og højde med en vægmonteret stadiometer (TANITA-LEICESTER HR-001, Tanita Corp., Tokyo, Japan) målt for at beregne body mass index.

Vurderet højde

Højde (meter, m) blev målt ved hjælp af en vægmonteret stadiometer (TANITA-LEICESTER HR-001, Tanita Corp., Tokyo, Japan) med deltagerne stående i henhold til producentens instruktioner.