Einzelne maximale Trainingseinheit und die Stoffwechselreaktion körperlich inaktiver junger Erwachsener (EASY-Studie) (EASY)

Design: Dies ist eine quasi-experimentelle Studie zum Vergleich vor und nach der Intervention. Die Forschungsfrage untersucht den Einfluss von durch körperliche Betätigung beeinflussten Veränderungen des Blutlaktats auf die Plasmakonzentration von FGF21 bei körperlich inaktiven Menschen. Dieses Projekt hat die Genehmigung des Wissenschaftlichen Ethikausschusses des Valdivia Health Service (Ord. 222/2022) und verfügt über eine Biosicherheitszertifizierung durch das Institutional Biosafety Committee der Austral University of Chile (Nr. 36/23).

Stichprobe: Personen über 18 Jahren (und bis zu 30 Jahren), die im Physiotherapieprogramm der Austral University of Chile eingeschrieben sind, werden einbezogen. Sie müssen körperlich inaktiv sein (weniger als 150 Minuten/Woche mäßiger körperlicher Aktivität und/oder 75 Minuten/Woche starker körperlicher Aktivität nachgehen) und keine medizinischen Kontraindikationen für die Ausübung körperlicher Aktivität haben. Personen, die Medikamente einnehmen, die den Blutzucker- oder Insulinspiegel beeinflussen und/oder entzündungshemmende Wirkungen haben, werden ausgeschlossen. Die Berechnung der Stichprobengröße wurde unter Berücksichtigung der folgenden Parameter durchgeführt: eine Trennschärfe von 95 %, ein Alpha-Wert von 0,05, ein Unterschied in den Mittelwerten von FGF21 vor und nach der Intervention von 50 pg/ml (100 vs. 150 pg/ml), mit eine Standardabweichung für beide Gruppen von 50 pg/ml. Mit diesen Daten beträgt die Stichprobengröße 16 Teilnehmer, und unter Berücksichtigung eines Rückgangs um 20 % liegt die endgültige Größe bei 20 Teilnehmern, wobei die Rekrutierung nach Zweckmäßigkeit und Wahrung der Geschlechterparität erfolgt.

Variablen: Zum Zeitpunkt der Aufnahme in die Studie werden Alter, Jahre und Geschlecht der Teilnehmer erfasst. Anthropometrische Variablen wie Gewicht in Kilogramm und Körpergröße in Metern werden mit einer Waage (InBody® 270) bzw. einem Höhenstab (SECA) erfasst. Aus diesen Messungen wird der Body-Mass-Index (BMI) in Kilogramm/Meter berechnet. Für die Berechnung des Taillen-Hüft-Verhältnisses (WHR) und des Taillen-Hüften-Verhältnisses (WHR) wird der Taillenumfang in Zentimetern gemessen, wobei der Nabelbereich als Bezugspunkt dient. Der Hüftumfang wird als der größte Umfang gemessen, der auf der Höhe des Trochanterfemurs erreicht wird. Die Gesamt- und Segmentmuskel- und Fettmasse wird mit dem InBody® 270 Bioimpedanzmessgerät gemessen. Das Ausmaß der spontanen körperlichen Aktivität wird anhand des International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) in seiner Kurzfassung gemessen. Um einen Anstieg des Laktatspiegels im Blut herbeizuführen, wird ein inkrementeller Belastungstest auf einem Fahrradergometer oder einem stationären Fahrrad durchgeführt, bei dem die Tretbelastung alle 3 Minuten um 30 W erhöht wird, beginnend mit einer anfänglichen Belastung von 30 W bis zum Erreichen des Ermüdungspunkts. Vor Beginn des Tests bleiben die Teilnehmer 10 Minuten lang sitzen. Während dieser Zeit werden Herzfrequenz, subjektives Anstrengungsempfinden (SSE) mit der modifizierten Borg-Skala, Blutdruck, Pulsoximetrie und Muskeln (Vastus lateralis des Quadrizeps) aufgezeichnet ausruhen. Darüber hinaus wird eine venöse Blutprobe in einem 2-ml-Röhrchen mit EDTA und einem weiteren Röhrchen ohne Antikoagulans für die anschließende Plasmamessung von FGF21 mit einem speziellen ELISA-Kit hierfür (RayBio®-Katalog ELH-FGF21) und ergänzenden biochemischen Tests (Glykämie) entnommen , Insulinämie, Gesamtcholesterin, Triglyceride, HDL, LDL, VLDL, Nicht-HDL-Cholesterin, Transaminasen (GOT und GPT), Kreatinin, Harn Säure, Harnstoff und Harnstoffstickstoff). Darüber hinaus wird die Laktatmessung über einen digitalen Stich mit einer sterilen Lanzette durchgeführt. Hierzu wird ein spezieller Reaktivstreifen verwendet, der mit dem AccuTrend Plus®-Gerät gemessen wird. Parallel dazu wird der Teilnehmer gebeten, eine Urinprobe vom selben Tag auf nüchternen Magen zur biochemischen Analyse (Proteinurie, Kreatinurie, Albuminurie, Glukosurie) mitzubringen. Sobald diese Messungen im Ruhezustand durchgeführt wurden, beginnt der inkrementelle Stresstest. So beginnt jeder Teilnehmer den Test auf einem Fahrradergometer mit einer Trittfrequenz von 60–70 U/min bei 30 W Belastung. Alle 3 Minuten wird diese Belastung um 30 W erhöht, wobei immer die gleiche Trittfrequenz beibehalten wird. Während der Durchführung des Tests werden die Teilnehmer stets von einem professionellen Physiotherapeuten betreut und angeleitet. Herzfrequenz, Puls- und Muskeloximetrie sowie SSE werden Minute für Minute beurteilt, während der Blutdruck alle 3 Minuten gemessen wird. Am Ende des Tests werden die Testdurchführungszeit, die zurückgelegte Distanz in Metern, Herzfrequenz, Blutdruck, SSE sowie die endgültige Puls- und Muskeloximetrie aufgezeichnet. Der Prozentsatz der während des Tests genutzten Frequenzreserve wird mit der Karvonen-Formel berechnet, die von den Herzfrequenzen im Ruhezustand und nach dem Test abhängt. Unter Müdigkeit am Ende des Tests versteht man die Erfüllung eines oder mehrerer der folgenden Kriterien: Nutzung der Herzfrequenzreserve ≥ 90 %, subjektives Anstrengungsempfinden ≥ 18/20 nach der Original-Borg-Skala, Blutdruck ≥ 200 /100 mg Hg, der Wunsch des Teilnehmers, den Test zu beenden (Abbildung 3).

Unmittelbar nach dem Test wird eine neue venöse Blutprobe in einem 2-ml-EDTA-Röhrchen und einem weiteren Röhrchen ohne Antikoagulans entnommen. Darüber hinaus wird die Laktatkonzentration im Blut nach dem Training durch Einstechen in den Finger mit einem speziellen Reagenzstreifen und mit dem AccuTrend Plus ®-Gerät gemessen. Darüber hinaus wird für die zuvor beschriebene biochemische Analyse eine Urinprobe nach dem Training angefordert. Anschließend werden die Vitalfunktionen des Teilnehmers 10 Minuten nach dem Test überwacht, um eine ordnungsgemäße Genesung sicherzustellen.

Es wird erneut darauf hingewiesen, dass zur Beurteilung potenzieller Stör-/Zwischenvariablen die folgenden biochemischen Parameter anhand von Blutproben vor und nach dem Training gemessen werden: Gesamtcholesterin, Triglyceride, HDL, LDL, VLDL, Nicht-HDL-Cholesterin, Insulin , Glukose und Transaminasen (GOT, GPT), Kreatinin, Harnsäure, Harnstoff und Harnstoffstickstoff. Während bei Urinproben die Werte von Proteinurie, Albuminurie, Kreatinurie und Glukose bestimmt werden.

Statistische Analyse

Quantitative Variablen werden als Median und Interquartilbereich ausgedrückt, während qualitative Variablen als absolute Häufigkeiten beschrieben werden. Um mögliche Unterschiede zwischen den Werten vor und nach dem Stresstest, insbesondere Laktat und FGF21, sowie den Transaminasewerten und Nierenfunktionsmarkern zu berechnen, wird je nach Datenverteilung der Wilcoxon-Test oder der Student-t-Test für verwandte Proben verwendet verhält sich (normal oder nichtparametrisch). Darüber hinaus werden Zusammenhänge zwischen Laktat- und FGF21-Konzentrationen sowohl vor als auch nach dem Training mithilfe des Spearman-Korrelationsindex und bivariater Regressionsmodelle untersucht. Darüber hinaus werden mithilfe des Spearman-Korrelationsindex weitere potenzielle interessante Zusammenhänge untersucht. Für alle Analysen wird ein p-Wert kleiner oder gleich 0,05 als statistisch signifikant angesehen, wobei die Software SPSS Version 20 und GraphPad Version 8 verwendet wird.