Eine Studie zur Bestimmung der Auswirkungen von körperlicher Betätigung bei entzündlichen Darmerkrankungen und rheumatoider Arthritis (ExMET-IBD)

Hintergrund:

Die Vorteile der Übung sind reichlich (1). Sie sind physisch, psychisch und sozial. Übung zeigt seine Auswirkungen auf mehrere Systeme durch mehrere Mechanismen. Diese Mechanismen sind oft kaum verstanden. Langfristiges Widerstandstraining führt zu vielen gesundheitlichen Vorteilen. Es ist mit einem reduzierten Risiko für leicht entzündliche Erkrankungen, einem verbesserten Stoffwechselprofil bei Patienten mit Typ-2-Diabetes und der Prävention von Osteoporose verbunden (2, 3). Die Mittel, mit denen Krafttraining dies erreicht, sind noch nicht vollständig geklärt. Eine Studie an pädiatrischen Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen ergab, dass diese Patientenkohorte hochintensive Übungen gut verträgt (4). Regelmäßige Bewegung könnte helfen, die Krankheitsaktivität bei entzündlichen Darmerkrankungen zu verbessern, indem während des Trainings entzündungshemmende Zytokine aus Myozyten freigesetzt werden.

Es wird heute angenommen, dass Darmmikrobiota ein Schlüsselglied bei der Krankheitsausprägung beim Menschen sind (5). Frühere Studien haben gezeigt, dass aerobes Training bei übergewichtigen Jugendlichen zu besonderen Veränderungen der Darmmikrobiota geführt hat (6). Diese Veränderungen scheinen mit dem erfahrenen Gewichtsverlust in Zusammenhang zu stehen. Dies kann die Menge an Gewicht und Körperfett bestimmen, die diese Jugendlichen verlieren.

Anhaltender Widerstand und aerobes Training führen auch zu Veränderungen der immunologischen Ausgangsprofile, insbesondere der Zytokine (7).

Die Forscher wollen die Beziehung zwischen Veränderungen der Darmmikrobiota nach einem strukturierten gemischten kardiorespiratorischen und Krafttrainingsprogramm und der Korrelation mit Änderungen des Zytokinprofils, des Prozentsatzes des verlorenen Körperfetts und der Krankheitsaktivität untersuchen.

Hypothese:

1. Ein strukturiertes, 8-wöchiges gemischtes Trainingsprogramm aus Herz-Kreislauf-Atmung und Widerstandstraining führt zu spezifischen Veränderungen der Darmmikrobiota in Populationen mit inaktiven Erkrankungen.
2. Bei inaktiven Personen sind Veränderungen der Darmmikrobiota nach einem 8-wöchigen Trainingsprogramm mit Veränderungen des immunologischen Profils verbunden.
3. Unter Berücksichtigung des Umfangs der durchgeführten Übungen ist eine stärkere Abnahme des prozentualen Körperfettanteils mit dem Vorhandensein bestimmter Veränderungen der Darmmikrobiota nach dem Training verbunden.
4. Verbesserte Krankheitskontrolle, Stimmungs- und Angstzustände treten nach einem 8-wöchigen Trainingsprogramm auf. Dies ist mit Veränderungen der Darmmikrobiota und immunologischen Profilen verbunden.

Studiendesign:

• Prospektive, randomisierte Kontrollstudie
• Interventionell

Nach der Identifizierung geeigneter Patienten und der anschließenden Rekrutierung werden sowohl IBD- als auch RA-Patienten gleichermaßen in 2 Gruppen im Verhältnis 1:1 randomisiert.

Die erste Gruppe nimmt sofort an einem 8-wöchigen Trainingsprogramm teil und wird zum Zeitpunkt 0 – Woche 0 – und zum Zeitpunkt 1 – Woche 8 gemessen. Die zweite Gruppe beginnt mit einem verzögerten 8-wöchigen Trainingsprogramm, nachdem sie zunächst eine 8-wöchige Periode absolviert hat, bei der sie ihr übliches Maß an geringer körperlicher Aktivität beibehält. Diese Patienten werden zu Zeitpunkt 0, Zeitpunkt 1 und Zeitpunkt 2 gemessen.

Probengröße:

Die Ermittler werden versuchen, Teilnehmer in den folgenden Gruppen zu rekrutieren

1. Chronisch entzündliche Darmerkrankungen, Colitis ulcerosa und Morbus Crohn – insgesamt 30 Patienten
2. Rheumatoide Arthritis - 30 Patienten

Randomisierungsprozess:

Die Probanden werden zufällig in 8-wöchige Übungs- oder 16-wöchige übliche körperliche Aktivität + Übungsgruppen eingeteilt, indem sie entsprechend gekennzeichnete Umschläge mit der Gruppennummer auswählen, für die sie rekrutiert werden sollen. Die Probanden werden auf einer 1:1-Basis für eine 8-wöchige Studie bzw. eine 16-wöchige Studie rekrutiert. Die Randomisierung erfolgt beim ersten Screening-Besuch und wird vom Probanden und von 2 Ermittlern bezeugt.

Intervention:

Es wird versucht, ein standardisiertes, gemischtes Trainingsprogramm aus Herz-Kreislauf- und Krafttraining einzuhalten. Ein individuelles Übungsprogramm wird unter Berücksichtigung der Sicherheit durchgeführt. Dieses Programm ist für Anfänger geeignet und basiert auf einem grundlegenden Übungsplan „Couch bis 5 km“, der mit dem identisch ist, der in unserer vorherigen Forschungsstudie, der ExMET-Studie, verwendet wurde. Unserer Erfahrung nach haben die Teilnehmer dieses Programm genossen und gute Fortschritte gemacht, trotz ihrer anfänglichen Inaktivität. Die Probanden dürfen über dieses Programm hinausgehen, jedoch nur unter Aufsicht des Sportlehrers oder der Ermittler. Freie Gewichte werden nicht in das Trainingsprogramm aufgenommen. Bei Widerstandsübungen müssen die Probanden zunächst 1 bis 2 Sätze mit 8 bis 12 Wiederholungen von 70 % ihres 1 Wiederholungsmaximums ausführen. Dies wird auf 3 Sätze mit 8 bis 12 Wiederholungen erhöht. Ein angemessenes Aufwärmen wird empfohlen, um Verletzungen zu minimieren. Fitnesstrainer stehen während des gesamten Trainingsprogramms vor Ort zur Verfügung, wenn Einzelpersonen Fragen zu ihrem Trainingsprogramm, der Aufzeichnung von Aktivitäten auf FITLINXX oder Fitnessgeräten haben.

• Art der Übung: Aerobic- und Widerstandstraining – Zu den Optionen gehören Gehen/Laufen auf dem Laufband, stationäres Radfahren, Crosstrainer, Stepper für aerobes Training. Widerstandsübungen umfassen 6-8 verschiedene maschinenbasierte Übungen, die sich auf die Kraft der Rumpfmuskulatur sowie auf die Muskelgruppen des Ober- und Unterkörpers konzentrieren, z. Brustpresse, Beinstrecker.
• Intensität: Moderate bis starke Intensität gemäß der von Borg wahrgenommenen Belastungsskala.
• Dauer: 18- bis 20-minütige Aerobic-Sitzungen, die anfangs wöchentlich eskalieren und von Standardcouch zu 5-km-Protokollen geführt werden.
• Häufigkeit: Drei Trainingseinheiten pro Woche.
• Dauer: 8 Wochen.

Methodik:

Nach der Rekrutierung, dem Abschluss des Einwilligungsverfahrens und dem Screening auf Einschluss- und Ausschlusskriterien werden die Patienten gebeten, je nach Randomisierung an 2 oder 3 Messbesuchen teilzunehmen. Diese Besuche finden im Clinical Sciences Building des Cork University Hospital statt. Von jeder Person werden vertrauliche demografische Daten erhoben, einschließlich Geschlecht, Alter, Rasse, Gewicht und Größe der Person. Es werden Informationen zur Krankengeschichte und zum aktuellen Gesundheitszustand des Probanden eingeholt. Validierte Fragebögen zur Medikationsadhärenz, d.h. die Morisky-Adhärenzskala, körperliche Aktivität und selbst wahrgenommener Stress: Beck Depression Inventory, Hospital Anxiety and Depression scale und State/trait Anxiety Inventory Fragebögen sowie Fragebögen zur Lebensqualität einschließlich des SF-36 werden ausgefüllt aus.

Dual-Energy-Röntgen-Absorptiometrie-Scans werden durchgeführt, um die Körperzusammensetzung einschließlich des prozentualen Körperfettanteils zu messen.

Die Patienten werden eine detaillierte Ernährungsumfrage ausfüllen, den Food Frequency Questionnaire, ähnlich dem, der in einer kürzlich von unserem Zentrum durchgeführten Studie durchgeführt wurde (8). Die Krankheitsaktivität der Patienten wird durch klinische Untersuchung und Anamnese beurteilt. Die Werte des Krankheitsaktivitätsindex, Harvey Bradshaw für Morbus Crohn, Powell-Tuck für Colitis ulcerosa und DAS-28-CRP für RA werden aufgezeichnet.

Nach diesen Messungen und einer angemessenen Aufwärmphase unterziehen sich die Teilnehmer dem Rockport-Gehtest für eine Meile, um einen Ausgangswert für ihre Fitness und den geschätzten VO2max zu ermitteln. Bei diesem submaximalen Fitnesstest gehen die Teilnehmer eine Meile in zügigem Tempo, ohne anzuhalten. Sie werden zeitlich festgelegt und am Ende des Verfahrens wird die Herzfrequenz der Person gemessen. Eine geschätzte VO2max kann auf der Grundlage früherer validierter Studien berechnet werden (9). Dieser Test wird unter gleichbleibenden und zuverlässigen Umgebungsbedingungen auf der Indoor-Strecke in der Mardyke Arena durchgeführt.

Nach diesen Verfahren und Messungen werden die Probanden mit dem Übungsprogramm und der Ausrüstung in der Mardyke-Arena vertraut gemacht. Die Probanden nehmen an einer 90-minütigen Einführungssitzung mit einem engagierten Sportlehrer aus der Mardyke Arena teil. Während dieser Sitzungen demonstrieren die Instruktoren die sichere und angemessene Verwendung der Ausrüstung und veranschaulichen die richtige Technik für Widerstandsübungen. Um alle während der 8-wöchigen Trainingsprogramme durchgeführten Trainingseinheiten aufzuzeichnen, wird den Teilnehmern gezeigt, wie sie ihre individuelle Aktivität auf dem FITLINXX-Aktivitätsüberwachungssystem neben jedem Gerät in der Mardyke Arena korrekt aufzeichnen. Die Probanden haben reichlich Gelegenheit, sich an diesen Maschinen auszuprobieren und zu üben, und werden für ihre max. 1 Wiederholung gemessen. Werte, die für die individuellen Muskelaufbauziele erforderlich sind.

Die Einhaltung des Trainingsprogramms wird überwacht, indem wöchentliche Downloads der protokollierten Trainingsaktivitäten jedes Probanden in der Mardyke-Arena untersucht werden. Für diejenigen Fächer, die die Mindestübungsanforderungen nicht einhalten, wird das Fach telefonisch kontaktiert und erleichtert, um sicherzustellen, dass der Fortschritt in der folgenden Woche dem Mindeststandard entspricht. Wird dies nicht erreicht oder will der Proband aus der Studie ausscheiden, wird er nicht mehr an der Studie beteiligt.

Zielparameter:

• Veränderung der Darmmikrobiota und des Viroms - Darmmikrobiota und Virom werden aus Kotproben entnommen, die von den Probanden bereitgestellt werden. Diese werden dann gespeichert, bevor sie charakterisiert und quantifiziert werden. Gallensäureprofile (Kot-, Blut- und Urinprofile) werden zu Beginn und am Ende der Studie analysiert, um mögliche Veränderungen durch körperliche Betätigung zu erkennen. Dies wird im APC, University College Cork oder Teagasc Moorepark, Fermoy, aufgeführt.
• Ruhespiegel von immunologischen Markern (Zytokine wie TNF alpha, IL-6) zu Zeitpunkten während des Programms.
• Veränderung der Glukose- und Cholesterinprofile als Reaktion auf körperliche Betätigung.
• Nachweis der Veränderung der Fitness – Vorhergesagter VO2max durch 1-Meile-Gehtest (Rockport-Test).
• Veränderung des prozentualen Körperfettanteils – DEXA – Scans der Gesamtkörperzusammensetzung, durchgeführt in CUH.
• Grundlegende Biochemie und Hämatologie einschließlich CRP und Kreatinkinase
• Gewicht, Größe, BMI und Taillen-/Hüftumfang.
• Ernährungstagebuch einschließlich Alkoholkonsum, der in Woche 0 und Woche 8 gemessen werden soll.
• Zu jedem Zeitpunkt gemessene mikrobielle Metabolomik in Urin, Fäkalien und Blut
• Krankheitsaktivitätswerte – diese werden durch validierte Krankheitsaktivitätsindizes gemessen; Harvey-Bradshaw-Index für Patienten mit Morbus Crohn und der Simple Clinical Colitis Activity Index sowie der Powell-Tuck-Index für Patienten mit Colitis ulcerosa. Für Patienten mit RA wird der DAS-28 CRP-Score berechnet.
• Lebensqualität, Stimmung und Angstwerte werden aufgezeichnet: Das Beck-Depressionsinventar, die Krankenhausangst- und Depressionsskala (HADS), das State/Trait Anxiety Inventory werden verwendet, um Veränderungen in der Stimmung/Angst zu überwachen. Die Kurzform-36 (SF 36) wird verwendet, um die Veränderung der Lebensqualität zu überwachen.

Allgemeine statistische Datenanalyse:

Die Ermittler haben Zugang zu hochentwickelten biostatistischen Analyseplattformen, um Assoziationen basierend auf verschiedenen Kriterien zu generieren.