Aktivität, Adipositas und Appetit bei Jugendlichen 2 Intervention (AAAA2 INT)

Ziel der Studie ist es, den Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität, Stoffwechselfunktion und Appetit bei Jugendlichen zu quantifizieren. Dazu testen wir unsere Arbeitshypothese, dass ein hohes Maß an regelmäßiger mäßiger bis intensiver körperlicher Aktivität (MVPA) im Gegensatz zum Körpergewichtsstatus zu einem metabolischen Phänotyp führt, der aus einer verbesserten Stoffwechselfunktion und einer angemessenen Regulierung des Appetits besteht. Wir werden übergewichtige/fettleibige Jugendliche mit sitzender Tätigkeit (N=44) drei Monate lang zufällig entweder einer Kontroll- oder einer strukturierten Übungsgruppe zuordnen.

Unser Studienstatistiker Dr. Vincent Staggs wird die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip entweder der Newsletter-Kontrolle oder der Übungsintervention zuordnen, nachdem die endgültige Eignung festgestellt wurde, nach Geschlecht ausgewogen, um eine gleiche Zusammensetzung von Männern und Frauen sicherzustellen.

Die Stichprobengröße für Studie 2 (Ziel 2) wurde basierend auf Daten aus unserem Labor berechnet; eine kleine Pilotstudie mit sitzenden und aktiven Perioden, um die Machbarkeit unserer Laborprotokolle zu testen. Basierend auf diesen vorläufigen Daten, die den Daten in der bestehenden Literatur ähneln, schätzen wir die Veränderungen der Appetitbewertung (Hunger) auf 11 % gegenüber dem Ausgangswert, was einer Effektgröße von 0,67 entspricht, was zu Berechnungen der Stichprobengröße von N = 35 führt. Unter der Annahme einer Drop-out-Rate von 10 % (n = 4) während der dreimonatigen Intervention, die typischerweise bei ähnlichen Interventionen beobachtet wird, die von Mentor Dr. Donnelly durchgeführt werden, wird die endgültige Stichprobengröße auf N = 40 festgelegt.

Die Datenanalyse wird vom PI mit Unterstützung des Statistikers Dr. Staggs und des Mentorenteams durchgeführt. Für Appetitmessungen auf der visuellen Analogskala (VAS), die zu mehreren Zeitpunkten innerhalb einer einzigen Messsitzung bewertet werden, führen wir Analysen auf zwei Arten durch. Zunächst führen wir zwischen den Gruppen Analysen mit jeder der sieben Einzelbewertungen (z. B. 60 min nach dem Essen) durch, um zu sehen, ob sich die Werte je nach körperlicher Aktivität oder Körpergewichtsgruppe unterscheiden. Zweitens berechnen wir auch die Fläche unter der Kurve (AUC) für jede interessierende Variable (z. Hunger, Ghrelin) und verwenden Sie dieses Maß für den Test von Gruppenunterschieden. Um Ziel 1, Hypothese 2 zu adressieren, werden wir die oben beschriebenen Analysen wiederholen und die Insulinsensitivität als Kovariate einbeziehen. Um Ziel 2, Hypothese 3 zu adressieren, führen wir zwischen den Gruppen Analysen der Veränderung im Laufe der Zeit durch, wobei ANOVA mit wiederholten Messungen verwendet wird, wobei die gleichen Analysetechniken für die Appetitvariablen wie in Ziel 1 (Einzelbewertung und AUC) beschrieben werden, wobei die Insulinsensitivität als eingeschlossen ist Kovariate.

Appetit wird als primäres Ergebnis von Ziel 1 und 2 angesehen. Die subjektive Bewertung von Hunger und Schmackhaftigkeit wird mit selbstbewerteten visuellen Analogskalen (VAS) abgeschlossen, wobei jede Skala aus einer 10 cm langen Linie besteht, die Aussagen wie „nicht bei“ voneinander trennt alle hungrig? und ?extrem hungrig?. Die Wahrnehmung von Ernährungseinschränkung, Enthemmung und Hunger wird während jeder Messsitzung vor der festen Mahlzeit mit dem Three Factor Eating Questionnaire (TFEQ) gemessen. Der Control of Eating Questionnaire (CEQ) wird verwendet, um Hunger, Völlegefühl, Heißhunger, den Wunsch, bestimmte Arten von Lebensmitteln zu essen, und die Fähigkeit, dem Essdrang zu widerstehen, zu beurteilen. Die objektive Beurteilung des Appetits wird anhand von Blutproben durchgeführt, die aus einem Verweilkatheter entnommen und auf die episodische Regulierung der folgenden Fasten- und Sättigungshormone analysiert werden: Glukose, Insulin, Leptin, Ghrelin, Glucagon-ähnliches Peptid 1 (GLP-1) und Peptid JJ (PYJ). Alle Proben werden mit einem Standardkonservierungsmittel (400 μl von 10.000 KIU Aprotinin) gemischt, zentrifugiert, das Plasma in Aliquots aufgeteilt und bis zur Analyse unter Verwendung von Standardkits in einem externen zertifizierten klinischen Labor in einem –80°C Gefrierschrank gelagert.

Der gemessene Appetit wird nach einem festen Standardfrühstück (40 % RMR, zusammengesetzt aus 55 % Kohlenhydraten, 15 % Protein, 30 % Fett) bewertet. Das feste Frühstück wird verabreicht, während der Teilnehmer nüchtern ist (?12 Stunden seit der letzten Mahlzeit), und er wird gebeten, die Mahlzeit innerhalb von 15 Minuten zu konsumieren. Die Nahrungsaufnahme (Gesamt-Kcal) wird anhand einer Pizza-Mahlzeit nach Belieben bewertet, die drei Stunden nach der festen Mahlzeit serviert wird. Die Teilnehmer werden angewiesen, zu essen, bis sie angenehm satt sind, und werden darüber informiert, dass sie jederzeit mehr von der Mahlzeit anfordern können. Die Mahlzeiten werden in Portionen von 400 kcal bereitgestellt, und jede Schüssel mit Essen wird vor und nach dem Servieren ohne die Probanden gewogen? Wissen und die konsumierte Menge erfasst. Alle Mahlzeiten werden in einem ruhigen Speisesaal im CCHLN serviert, der frei von Ablenkungen ist. Alle Lebensmittel werden nach einem Standardverfahren in der Stoffwechselküche zubereitet, um die Konsistenz unter den Behandlungsbedingungen sicherzustellen, und die Nährstoffzusammensetzung der Mahlzeiten wird mithilfe einer Nährstoffanalysesoftware (Nutrient Data System for Research, Version 2016) bestimmt.

Die Insulinsensitivität über die euglykämische-hyperinsulinämische Klemmtechnik wird als primäres Ergebnis für Ziel 1, Hypothese 2 angesehen. Die Teilnehmer kommen nüchtern an (12 Stunden über Nacht). Ein Katheter wird in eine antecubitale Vene eines Arms eingeführt, um Insulin und 20% Dextrose zu infundieren, und ein weiterer Katheter wird in die kontralaterale antecubitale Vene zur Blutentnahme eingeführt. Der Teilnehmer ruht sich ruhig aus und RQ wird mittels indirekter Kalorimetrie gemessen (siehe Stoffwechselrate im Ruhezustand), gefolgt von der Entnahme von 3 Basislinien-Blutproben zur Bestimmung der Basislinien-Glukosewerte. Unmittelbar im Anschluss und für 180 Minuten wird eine vorbereitete Dauerinfusion mit normalem Humaninsulin mit einer Rate von 40 mU?m2 Körperoberfläche?1?min?1 zusammen mit einer variablen Infusion von 20 % Dextrose verabreicht, um eine entsprechende Euglykämie aufrechtzuerhalten Ausgangswerte (erwartet 90-100 mg/dL). Blutzuckermessungen werden alle fünf Minuten durchgeführt, um die Glukoseinfusionsrate mit einem YSI-2300-Analysegerät zu bestimmen. Außerdem wird alle zehn Minuten Blut in Serumtrennröhrchen gezogen, zentrifugiert und bei -80°C gelagert. C für die spätere Insulinanalyse. RQ wird erneut 2 Stunden nach Beginn der Klemme für einen Zeitraum von 15 Minuten gemessen. Die Insulinsensitivität wird durch die Glukoseabbaurate während der letzten 45 Minuten der hyperinsulinämisch-euglykämischen Klemme bestimmt, wenn eine Euglykämie festgestellt wurde. Dieses Verfahren wird in der Forschungseinrichtung der KUMC Clinical and Translation Science Unit durchgeführt.

Jugendliche werden nach dem Zufallsprinzip drei Monate lang entweder einer Übungs- oder einer Newsletter-Kontrollbedingung zugeordnet. Jugendliche, die für das Training randomisiert wurden, nehmen an einem überwachten strukturierten Trainingsprogramm teil (Gehen auf einem Laufband, Radfahren auf einem stationären Fahrrad usw.) und verbrauchen an drei Tagen ein Äquivalent von 400 kcal/Sitzung (ca. Woche. Wir folgen dem Protokoll von Mentor Dr. Joseph Donnelly, mit Trainingsvorgaben, die von 150 kcal/Sitzung zu Beginn der Intervention bis zum Erreichen des Zielenergieverbrauchs (EEEx) (400 kcal/Sitzung) am Ende des 3. Monats fortschreiten. Die Begründung für diese Dosis an strukturiertem Training basiert auf nationalen und internationalen Empfehlungen für körperliche Aktivität für Jugendliche von 60 Minuten pro Tag, zusammen mit Daten des Donnelly-Teams und anderer, die darauf hindeuten, dass dieses Maß an Bewegung über einen Zeitraum von drei Monaten zu Verbesserungen führen wird kardiorespiratorische Fitness bei jugendlichen Teilnehmern.

EEEx wird zu Studienbeginn und monatlich während der Intervention bewertet, um die Dauer des Laufbandtrainings zu bestimmen, die zum Erreichen der EEEx-Ziele erforderlich ist. EEEx wird durch indirekte Kalorimetrie (TrueOne 2400 Metabolic Measurement Cart, ParvoMedics, Salt Lake City, Utah) in Intervallen von einer Minute bestimmt. Die Weir-Gleichung wird verwendet, um EEEx aus dem gemessenen Sauerstoffverbrauch und der Kohlendioxidproduktion zu berechnen. Vor jeder EEEx-Bewertung führen die Teilnehmer eine kurze Aufwärmphase durch (~ 2 Minuten, 3?4 mph, 0 % Steigung). Bei der Basisbewertung beginnt die Geschwindigkeit/Steigung des Laufbands bei 3 mph/0 % Steigung und wird in Schritten von 0,5 mph/1 % Steigung angepasst, bis der Teilnehmer 70 % HF max – 4 Schläge/Minute erreicht. Am Ende der Monate 1 bis 3 wird EEEx sowohl bei 70 % als auch bei 80 % der maximalen Herzfrequenz (HR) berechnet, um den persönlichen Präferenzen für Gehen oder Laufen Rechnung zu tragen. EEEx wird sowohl bei 70 % (15 Minuten) als auch bei 80 % HF max (15 Minuten) mit einem Intervall von 2 Minuten zwischen den Bewertungen bewertet, damit die Teilnehmer das Mundstück entfernen und Wasser entnehmen können, falls gewünscht. Je nach Präferenz des Teilnehmers wird entweder die Geschwindigkeit oder der Schwierigkeitsgrad angepasst. Der durchschnittliche EEEx über ein 15-Minuten-Intervall (kcal/Minute) wird verwendet, um die Dauer der im ersten Monat durchgeführten Trainingseinheiten zu bestimmen. Zum Beispiel: EEEx = 9,2 kcal/Minute, vorgeschriebenes Training = 400 kcal/Sitzung, Trainingsdauer = 400/9,2 = 44 Minuten/Sitzung.

Alle beaufsichtigten Übungen finden im CCHLN auf einem Laufband statt, wobei Herzfrequenz, Geschwindigkeit und Steigung alle fünf Minuten von einem Übungsspezialisten überwacht werden. Fernseher und iPads stehen den Teilnehmern während des Trainings zur Verfügung. Die Einhaltung wird als Abschluss von ?90 % der geplanten Trainingseinheiten/Woche definiert, und Teilnehmer werden ausgeschlossen, wenn sie diese Anforderung nicht erfüllen. Der erfolgreiche Abschluss einer Trainingseinheit wird als Beibehaltung der Zielherzfrequenz von ≥ 4 Schlägen/Minute für die vorgeschriebene Trainingsdauer definiert.

Wie in früheren Studien von Experten für die Behandlung von pädiatrischer Adipositas werden wir eine Newsletter-Kontrollgruppe verwenden. Genau wie in diesen früheren Studien erhalten Familien einen monatlichen Newsletter mit ?Elterntipps, Beispiellobaussagen und kindgerechten Aktivitäten und Rezepten? identisch mit dem, was in der Arbeit von führenden Persönlichkeiten auf dem Gebiet der pädiatrischen Adipositas verwendet wurde. Der Inhalt wird dem ähnlich sein, der in bestehenden gruppenbasierten Interventionen mit übergewichtigen/fettleibigen Jugendlichen am CCHLN unter der Leitung von Mentorin Dr. Ann Davis geliefert wird.

Die Energieaufnahme wird anhand von drei Methoden bewertet: 1) objektiv, gemessen an der während einer ad libitum-Mahlzeit aufgenommenen kcal-Menge (siehe oben, Abschnitt Feste/ad libitum-Mahlzeiten), 2) subjektiv, bewertet in jedem freilebenden 7-Tag Beurteilungszeitraum über von Ernährungsberatern verabreichte 24-Stunden-Ernährungsrückrufe und 3) berechnet, basierend auf der Aufnahme-Balance-Methode. Die subjektive Energieaufnahme wird von einem Team aus erfahrenen ( >6 Jahre unter Verwendung der Software Nutrient Data System for Research) registrierte Ernährungsberater, die einen Multi-Pass-Ansatz anwenden, der Aufforderungen verwendet, um Essensauslassungen zu reduzieren, und die Interviewmethodik für alle Interviewer standardisiert. Die geschätzte Energieaufnahme wird auch unter Verwendung der Aufnahme-Balance-Methode während jeder Behandlungsbedingung berechnet, basierend auf den Prinzipien des Ersten Hauptsatzes der Thermodynamik, unter Verwendung der folgenden Gleichung: Berechnete Energieaufnahme = 1.020 (?FFM/?t) + 9.500 (? FM/?t) + EE, wobei ΔFFM und ΔFM die Veränderung in jeder Variablen darstellen, gemessen durch DXA zu Beginn und am Ende jeder Bedingung des Bewertungszeitraums, Δt die Tage zwischen den Messungen darstellt; 1.020 und 9.500 stellen die Energiedichte in kcal von FFM bzw. FM pro kg dar; und EE den vom Aktivitätsmonitor gemessenen Energieverbrauch darstellt.

Der Energieverbrauch wird während jeder 7-tägigen Freileben-Bewertungsperiode unter Verwendung eines armbasierten Monitors (SenseWear Mini?, BodyMedia Inc.) geschätzt, der den Energieverbrauch unter Verwendung von triaxialer Beschleunigungsmessung und Messungen des Wärmeflusses, der galvanischen Hautreaktion, Hauttemperatur und körpernahe Umgebungstemperatur.

Die Körperzusammensetzung einschließlich Fettmasse und fettfreier Masse wird mit einem Ganzkörper-Dual-Energy-Röntgen-Absorptiometer (DXA, Lunar DPX-System, Version 3.6) gemessen, wobei der Teilnehmer in OP-Kleidung und barfuß gekleidet ist.