Examen de los efectos del ejercicio matutino y vespertino sobre la regulación de la glucosa en adultos con prediabetes (TExIS)

Reclutamiento, selección y aleatorización de participantes. Los participantes (n = 20, mujeres = 10) serán reclutados del Campus Médico Anschutz de Denver de la Universidad de Colorado (CU AMC) y el área metropolitana de Denver circundante mediante correos electrónicos y folletos del campus. A los voluntarios que cumplan con los criterios de elegibilidad iniciales se les programará una visita de detección en persona que incluirá laboratorios de detección (hormona estimulante de la tiroides (TSH), hemograma completo (CBC), panel metabólico integral (CMP), panel de lípidos, hemoglobina glucosilada (A1c), prueba de embarazo en orina en mujeres (beta gonadotropina coriónica humana), electrocardiograma (ECG) de 12 derivaciones, revisión del historial médico y examen físico con un médico o proveedor de práctica avanzada. Los participantes potenciales completarán el cuestionario de preparación para la actividad física (PAR-Q) para detectar más contraindicaciones para hacer ejercicio. 38 Los participantes potenciales también serán evaluados para detectar apnea obstructiva del sueño utilizando WatchPat (Itamar Medical, Israel) con una puntuación del índice de apnea-hipopnea > 5, siendo excluyente ya que afecta significativamente el metabolismo sistémico. WatchPat utiliza una combinación de tono arterial periférico, oximetría de pulso, frecuencia cardíaca, acelerómetros y un detector de ronquidos para medir los despertares relacionados con el esfuerzo respiratorio y ha sido validado. 39,40 Los participantes que cumplan con los criterios de elegibilidad del estudio a continuación serán asignados al azar en bloques en una proporción de 1:1 (estratificada por sexo) para completar AM-Ex o PM-Ex primero en el estudio cruzado.

Protocolo de estudio y evaluaciones. El estudio se realizará en el Centro de Salud y Bienestar CU AMC Anschutz (AHWC) y el Centro de Investigación Clínica Traslacional CU AMC (CTRC). Consulte Instalaciones y otros recursos para obtener detalles sobre AHWC y CTRC. Los participantes se someterán a evaluaciones al inicio y nuevamente después de completar cada una de las condiciones del ejercicio.

Condiciones de ejercicio supervisadas por la mañana y por la tarde. Los participantes completarán una condición de ejercicio aeróbico de 3 días (Nota: se ha demostrado que 1 sesión de ejercicio cambia la melatonina). El ejercicio se realizará al 70% de la MHR prevista para la edad durante 45 minutos por día. Las ventanas de tiempo de ejercicio de los participantes individuales se definirán por la hora habitual de vigilia del individuo (medida por actigrafía), con AM-Ex ocurriendo entre 0 y 3 horas y PM-Ex entre 9 y 12 horas después de la hora habitual de vigilia. Se eligieron estas ventanas de tiempo para definir la mañana y la tarde por varias razones. En primer lugar, durante la jornada laboral tradicional, la mayoría de los adultos hacen ejercicio antes de su jornada laboral o después de su jornada laboral antes de acostarse. En segundo lugar, se ha demostrado que estas ventanas de tiempo son cuando los patrones circadianos de SI y melatonina son más evidentes y consistentes. 13,35 Las sesiones de ejercicio se realizarán en la cinta rodante del AHWC y serán supervisadas por el personal del estudio. Se usarán monitores de frecuencia cardíaca (Polar H10) para garantizar el logro de la intensidad objetivo. Se registrará el tiempo de la sesión (hora del día), la duración y la intensidad media para cada sesión. Las sesiones de ejercicio estarán separadas por un período de lavado de 3 a 4 semanas para minimizar los efectos del entrenamiento en el SI y tener en cuenta las fases del ciclo menstrual, ya que se ha demostrado que diferentes fases menstruales exhiben diferentes SI.

Prescripción dietética. Durante cada condición, se pedirá a los participantes que sigan una dieta equilibrada que consta de aproximadamente 50% de carbohidratos, 30% de grasas y 20% de proteínas. Se eligió una dieta controlada para reducir los efectos de diferentes composiciones de comidas en la prueba de pinzamiento de insulina del día siguiente y así poder examinar un día de vida libre estandarizado mediante MCG.

Evaluaciones. Todas las medidas se realizarán al inicio y después de cada condición de ejercicio.

Sensibilidad a la insulina (pinza hiperinsulinémica-euglucémica): protocolo derivado del estudio de validación de pinza de glucosa original. 45 Después de ayunar durante la noche durante 12 horas, los participantes llegarán al CTRC 1 hora después de la hora habitual de vigilia y se obtendrán los signos vitales iniciales y la glucosa en sangre capilar. El personal de enfermería colocará dos vías intravenosas en los brazos contralaterales, una en la vena antecubital y otra en la muñeca. Se iniciará insulina (42 unidades/700 ml de concentración NS) a 40 mU/m2/min y también se iniciará y titulará una solución de dextrosa al 20% para mantener una glucosa en sangre capilar de 90 ng/dl. El fosfato de potasio (5 mmol/100 ml NS) también se ejecutará a 4 ml/h para prevenir la hipopotasemia. Después de 100 minutos de euglucemia, se obtendrá glucosa en sangre capilar e insulina sérica cada 10 minutos x3. A los 120 minutos, se extraerán glucosa, insulina, triglicéridos, ácidos grasos libres, glicerol y lactato séricos, se detendrá la infusión de insulina y se alimentará al paciente. Treinta minutos después de la comida se suspenderá la dextrosa y se controlará al participante para detectar hipoglucemia hasta el alta. El SI se calculará utilizando la velocidad de infusión de glucosa, las pérdidas urinarias de glucosa y la corrección del espacio mediante la fórmula descrita anteriormente.

Glucosa promedio de vida libre, tiempo dentro del rango (TIR) ​​y variabilidad de la glucosa (monitor continuo de glucosa): se colocará un sistema de monitoreo continuo de glucosa (CGM; FreeStyle Libre Pro; Abbott Industries, Chicago, IL, EE. UU.) el primer día de condiciones basales y de ejercicio. Los participantes del estudio recibirán capacitación sobre cómo mantener el dispositivo. Los participantes usarán el monitor durante 5 días y devolverán el dispositivo en la visita posterior a la condición (dispositivo colocado desde los días 1 al 5). Brevemente, se inserta un sensor en un ángulo de 45 ° justo debajo de la piel del brazo del participante utilizando una aguja introductora extraíble. Se deja un electrodo pequeño y flexible que permanecerá incrustado en la piel durante 5 días. La inserción es rápida y se experimenta muy poca molestia. La glucosa del líquido intersticial del participante reacciona con la capa de glucosa oxidasa del sensor, produciendo una señal eléctrica que es registrada por el receptor digital. El sistema almacena un valor promedio de glucosa cada 15 minutos y los participantes estarán cegados a todos los datos de glucosa. Todos los datos de glucosa se recuperan a través del lector de escaneo, que se utilizará antes de retirar el dispositivo.

Compensación de melatonina salival tenue (DLM-Off): se indicará a los participantes que eviten productos o suplementos de melatonina de venta libre o que contengan melatonina durante la duración del estudio. El día anterior a la prueba DLM-Off, se indicará a los participantes que eviten la cafeína, el alcohol, la marihuana, los medicamentos antiinflamatorios no esteroides y que sigan la dieta prescrita. En la noche anterior a la prueba DLM-Off, se les indicará que coloquen gafas protectoras de luz, 1 tubo de recolección de saliva, un registro de muestra y un bolígrafo junto a la cama y que programen la alarma para la mañana siguiente a su hora habitual de despertar. En la mañana de la recolección de DLM-Off, los participantes permanecerán en la cama e inmediatamente se pondrán las gafas que bloquean la luz. Cinco minutos después de despertar, los participantes recogerán la primera muestra de saliva en el tubo junto a su cama y registrarán el tiempo. La recolección de saliva se completará en 5 minutos. Este tubo será colocado en el congelador y el participante lo transportará al CTRC en hielo. Se usarán gafas protectoras de luz hasta la llegada al CTRC en una sala con luz controlada. Luego, el personal del estudio recolectará muestras de saliva cada hora desde las 1 a las 5 horas después del despertar.

Cortisol sérico AM: a su llegada al CTRC para la visita posterior a la afección, y después de la colocación de una vía intravenosa para una pinza hiperinsulinémica-euglucémica (ver arriba), se tomará una muestra de sangre para determinar el cortisol sérico AM antes del inicio de la infusión de insulina.

Actividad física (PA) y comportamiento sedentario (SB) medidos por dispositivo: con cada condición, la PA y la SB se medirán utilizando el monitor de actividad activPAL (PALTechnologies: Glasgow, Escocia). El activPAL se entregará al participante el día 1 de la condición y se devolverá en la visita posterior a la condición. El activPAL es un dispositivo pequeño (53 x 35 x 7 mm) y liviano (15 gramos) que utiliza información derivada del acelerómetro sobre la posición del muslo para estimar el tiempo pasado en diferentes posiciones del cuerpo (es decir, sentado/acostado, de pie y dando pasos). El dispositivo se fija mediante una almohadilla adhesiva hipoalergénica y se coloca en la línea media del muslo, a un tercio del camino entre la cadera y la rodilla, y ha sido validado como una medida objetiva de PA y SB.

Duración, calidad y horario del sueño (actigrafía de muñeca, cuestionario): la actigrafía de muñeca (Actiwatch, Philips Respironics) está bien validada para evaluar la duración y la calidad del sueño y se utiliza comúnmente para evaluar el sueño en vida libre48. El Actiwatch se usará en la muñeca no dominante durante 5 días consecutivos. Además de evaluar el sueño con Actiwatch, se pedirá a los participantes que lleven un diario de sueño durante estos mismos 5 días. El diario de sueño incluirá la hora de acostarse, la hora de despertarse, las siestas diurnas y una calificación de la calidad del sueño. La somnolencia diurna se evaluará mediante la Escala de somnolencia de Epworth (ESS). La ESS proporciona una medida válida de la somnolencia diurna durante los últimos siete días.

Cronotipo: el cronotipo individual se medirá en la visita inicial utilizando el Cuestionario Morningness-Evenness (MEQ).

Seguimiento menstrual: para las participantes que menstrúan, se tomará un historial menstrual en la visita de selección y se determinará el embarazo con una prueba de embarazo en orina antes de la aparición de cada condición. Las personas sexualmente activas deberán utilizar anticonceptivos durante la duración del protocolo del estudio. Cada medida (línea de base, condición 1 y condición 2) estará separada por intervalos de 28 días, por lo tanto, alineándose con el ciclo menstrual de la mayoría de los participantes que menstrúan. Las participantes que menstrúan serán evaluadas durante la fase folicular con la prescripción de ejercicio para comenzar el día 1 del ciclo menstrual.

Cálculo del poder del plan analítico Nuestras estimaciones del tamaño de la muestra y del poder se basaron en un estudio similar que investiga el efecto de la caminata rápida sobre el SI en mujeres mayores. Para lograr un 80% de potencia con una prueba t pareada bilateral para este diseño cruzado 2x2, es necesario un tamaño de muestra de n=20. Esta estimación de potencia supone una diferencia media de 412 µmol/min en el aclaramiento de glucosa (Rd), y se supone que una desviación estándar de las diferencias pareadas es de 626,2 µmol/min. y el nivel de significancia es 0,05. Anticipando una tasa de abandono del 20%, se inscribirán 25 sujetos para obtener un tamaño de muestra final de 20 sujetos que hayan completado todas las condiciones.

Análisis estadísticos para los objetivos 1 y 2 Los análisis se realizarán utilizando el software SAS 9.4 (SAS Institute, Inc (Cary, NC, EE. UU.)). Se utilizarán enfoques convencionales para la interpretación y presentación de resultados de análisis estadísticos (se utilizarán valores p bilaterales e intervalos de confianza del 95% y niveles de significancia de 0,05 para todas las pruebas de hipótesis). La comparación principal será el cambio en SI (ejercicio - línea de base) con diferentes condiciones de ejercicio. Se explorarán los cambios potenciales en SI, variabilidad glucémica, tiempo de desactivación de DLM, pico y compensación de cortisol sérico, exposición a la luz, actividad física sin ejercicio, tiempo sedentario, duración/horario del sueño y calidad del sueño/somnolencia subjetiva. Los cambios dentro del grupo se analizarán mediante pruebas t pareadas de dos caras para datos distribuidos normalmente. Se evaluará la normalidad de las variables continuas y se utilizarán transformaciones para datos no distribuidos normalmente. Las diferencias entre grupos se explorarán utilizando ANOVA de medidas repetidas para variables distribuidas normalmente. Se calcularán estadísticas resumidas para los resultados de viabilidad y aceptabilidad.