Entrenamiento personalizado de ejercicios en adolescentes con diabetes tipo 2 para la prevención temprana de la disfunción de las células beta (PT4DEEP)

La Diabetes Mellitus (DM) es una enfermedad metabólica caracterizada por hiperglucemia debida a la secreción de insulina o insuficiencia en la función de la insulina. En la diabetes tipo 2 (T2DM), el tipo más común de DM, el índice de masa corporal alto, la dieta poco saludable, la actividad física reducida, un ambiente intrauterino desfavorable y la predisposición genética adversa se encuentran entre los factores de riesgo. En los últimos 20 años, la prevalencia de DM2 entre adolescentes se ha multiplicado varias veces en el mundo.

En comparación con los adultos con DM2 que desarrollan complicaciones secundarias a una edad más avanzada a pesar de ser resistentes a la insulina durante años, los adolescentes desarrollan DM2 clínica y complicaciones de manera más rápida y agresiva. Los adolescentes con DM2 tienen resultados de tratamiento muy deficientes y una rápida disminución en su control glucémico con los protocolos de tratamiento actuales. El inicio temprano de la DM2 y la exposición prolongada a estas anomalías metabólicas amplifican las complicaciones micro y macrovasculares a largo plazo de estos niños. Además, según el atlas de DM2 de la Federación Internacional de Diabetes, la DM2 alcanzará un nivel de epidemia en la proyección de 2045 en adolescentes y jóvenes. Por lo tanto, la prevención del desarrollo de la DM2, la ralentización de la progresión de la enfermedad, la detención y el tratamiento cobran gran importancia.

Los factores metabólicos centrales en el desarrollo de T2DM en adolescentes incluyen IR en el hígado, músculo, tejido adiposo y, finalmente, falla de las células β. Sin embargo, los mecanismos moleculares detallados relacionados con el proceso patológico aún no están claros. El estrés oxidativo, que se expresa como una alteración del equilibrio oxidativo, ataca las células sanas del organismo y provoca el deterioro de sus funciones y estructuras. Se ha informado que el estrés oxidativo juega un papel importante tanto en la patogénesis de la DM2 como en el desarrollo de complicaciones relacionadas con la enfermedad. También otro factor importante para el desarrollo de T2DM es IR. La IR es más pronunciada por la obesidad y el sedentarismo. A diferencia de los adultos, los niños tienden a producir insulina en exceso de manera desproporcionada en respuesta a la RI. Los estudios han demostrado que la IR periférica juega un papel importante en el inicio de la DM tipo 2. Teniendo en cuenta el papel del estrés oxidativo y la RI en la patogenia de la DM2 y su efecto sobre el desarrollo de complicaciones relacionadas con la enfermedad, se cree que el entrenamiento físico puede ser beneficioso en la prevención y/o el tratamiento de la DM2. Por lo tanto, es muy importante definir los mecanismos de adaptación que explican el potencial preventivo y terapéutico del estrés oxidativo del entrenamiento físico.

Los procesos epigenéticos se han asociado con la predisposición y la progresión a la DM2 en respuesta a diversos factores del estilo de vida o exposiciones ambientales, como la desnutrición, la obesidad, la inactividad física, el estrés y las toxinas. La creciente evidencia indica que los cambios dinámicos en el epigenoma pueden ocurrir durante la vida de un individuo y que estos cambios pueden afectar la salud metabólica. Los mecanismos moleculares que rigen los efectos protectores del ejercicio en la DM2 aún no se conocen por completo. Varios estudios recientes han demostrado que existen modificaciones epigenéticas con el ejercicio. Aunque existen estudios in vitro que investigan los efectos protectores de diferentes protocolos de ejercicio a nivel molecular, ningún estudio en humanos muestra sus modificaciones epigenéticas.

El entrenamiento físico es un componente clave en la prevención y el tratamiento de diversas enfermedades crónicas como la DM2. Las adaptaciones y los efectos que ocurren con el entrenamiento físico difieren según los protocolos de ejercicio. La mayoría de las intervenciones de ejercicio en T2DM basan sus resultados en HbA1c. Dado que los efectos moleculares y epigenéticos del entrenamiento físico sobre la función de las células β no se han revelado completamente, la importancia y el efecto del entrenamiento físico no se han entendido completamente.

Teniendo en cuenta el papel del estrés oxidativo y la inflamación, los cambios epigenéticos en la patogénesis de la DM2 y el desarrollo de complicaciones relacionadas con la enfermedad, el entrenamiento físico será efectivo en la prevención y/o tratamiento de la DM2 en personas jóvenes. Por ello, con este proyecto se determinará el protocolo de ejercicio óptimo para mejorar la disfunción de las células β, lo que asegurará la formación y protección del equilibrio oxidativo y reducirá la IR.

La medicina personalizada tiene como objetivo predecir la respuesta terapéutica según un perfil personal que incluye datos clínicos, fisiológicos y genéticos. Entonces, con este proyecto, el desarrollo de paneles de marcadores epigenéticos que predecirán la respuesta de un individuo a un protocolo de entrenamiento de ejercicio en particular contribuirá a revelar la memoria epigenética personalizada. Un mejor conocimiento de estas conexiones permitirá el desarrollo de regímenes de entrenamiento de ejercicios personalizados que permitirán a una persona alcanzar sus objetivos de entrenamiento con la máxima eficiencia. Además, este proyecto tiene como objetivo establecer una plataforma de inteligencia artificial que reúna datos de investigaciones clínicas sobre los efectos de diferentes protocolos de entrenamiento físico con el fin de identificar predictores. Todos los resultados se combinarán en una sola plataforma de datos para desarrollar modelos predictivos para la respuesta al tratamiento. Esta plataforma de datos ayuda a desarrollar un sistema de apoyo a la decisión para el entrenamiento físico personalizado en adolescentes con DM2.

Los pacientes incluidos en el estudio se dividirán en seis grupos; el grupo de control (20 adolescentes), el grupo de entrenamiento aeróbico continuo moderado (20 adolescentes), el grupo de entrenamiento interválico de alta intensidad (20 adolescentes), el grupo de entrenamiento de fuerza (20 adolescentes), la combinación de entrenamiento aeróbico continuo moderado con grupo de entrenamiento de ejercicios de resistencia (20) y combinación de entrenamiento de intervalos de alta intensidad con entrenamiento de ejercicios de resistencia (20 adolescentes). Al inicio del estudio se registrarán las características demográficas y físicas de los pacientes, y se realizarán evaluaciones antropométricas y de laboratorio, prueba de función pulmonar, medición de la fuerza y ​​resistencia de los músculos respiratorios, medición de la fuerza de los músculos periféricos, evaluación de la capacidad funcional y aeróbica, medición de de niveles de actividad física y consumo de energía, evaluación de la calidad de vida, análisis epigenético, evaluación de la función de las células β y estructura bioquímica de la insulina.

Todos los pacientes recibirán entrenamiento físico 3 días a la semana durante 16 semanas. Todas las mediciones y evaluaciones se realizarán antes de comenzar el entrenamiento físico y después de 16 semanas de entrenamiento físico.

A partir de los datos obtenidos, se intentará presentar de forma objetiva qué tipo de intervención de ejercicio, a qué dosis y frecuencias, será más eficaz para los pacientes con DM2, con su efecto sobre los factores epigenéticos. Además, determinar un método de tratamiento no farmacológico óptimo para una enfermedad definida como epidemia en la proyección 2045 contribuirá a la prevención de la mortalidad y morbilidad y la reducción del gasto en salud.