Edzés által kiváltott glikémiás variációk és hibrid zárt hurkú rendszerek (SAFE-T1D)

Az 1-es típusú diabetes mellitusban (T1DM) szenvedők folyamatosan ki vannak téve a hipoglikémia kockázatának, ami az egyik fő akadálya az optimális glikémiás kontroll elérésének.

A fizikai aktivitást (PA) a T1DM-ben a máj glükóztermelése és a glükóz izomba kerülése közötti egyensúlyhiány, fokozott inzulinérzékenység és károsodott ellenszabályozó hormonális válasz jellemzi. Így a PA növelheti a hipoglikémia kockázatát T1DM-ben. Hipoglikémia előfordulhat edzés közben, valamint a felépülés során, és a hipoglikémiától való félelem gyakran a testmozgás elkerülését vagy a túlkompenzáló kezelési magatartást eredményezi, ami viszont az anyagcsere-szabályozás romlásához és a kardiometabolikus kockázat növekedéséhez vezet.

A glükóz homeosztázis összetettsége és a technológia elégtelen szintje megakadályozza a vércukorszint (VG) szigorú szabályozását. A zárt hurkú mesterséges hasnyálmirigy-vizsgálatok a hipoglikémia kockázatának csökkenését és az időbeli növekedést (70-180 mg/dl) mutatták T1DM-betegeknél. Bár ezek a rendszerek meglehetősen jól működnek az éjszakai hipoglikémiában, továbbra is probléma marad az alacsony vércukorszint megelőzése az edzés alatt és közvetlenül utána, mivel az inzulinérzékenység drámai növekedése és a szubkután inzulin késleltetett megjelenése kombinálódik. A PA inzulin adagolásának tájékoztatása csökkentheti ezt a kockázatot. Az edzésre adott glikémiás válasz az edzés típusától (aerob vagy ellenállás), de az edzés intenzitásától és időtartamától is függ. A legtöbb meglévő hibrid zárt hurkú (HCL) rendszer a Dexcom G6 glükózérzékelőt használja, amely jó pontosságot mutatott az aerob, az ellenállás és a nagy intenzitású intervallum edzés (HIIT) során.

A jelenlegi HCL-rendszerek lehetőséget kínálnak az edzés bejelentésére a rendszerben, és ezt az információt figyelembe veszik az inzulinadagolás számításánál. Ennek eredményeként a rendszer magasabb glikémiás célértéket állít be, növeli az inzulinérzékenységi faktort és/vagy elkerüli a korrekciós bólusokat edzés közben. Ezek a rendszerek jól teljesítenek a hipoglikémia megelőzésében, de gyakran kompenzációs hiperglikémia következik be a magasabb szénhidrátbevitel és az alacsonyabb inzulinszállítás miatt. A meglévő HCL-rendszerekkel kapcsolatos egyik fő probléma az, hogy a gyakorlatot binomiális entitásnak tekintik, akár jelen van, akár hiányzik, és nem veszik figyelembe az olyan tényezőket, mint az intenzitás, az időtartam vagy az edzés típusa. Ezek az edzésváltozók azonban hozzájárulhatnak ahhoz, hogy teljesen eltérő glikémiás reakciókat váltsanak ki az edzésre. Sőt, ezek a rendszerek nem veszik figyelembe az edzés késleltetett hatását, vagyis az úgynevezett fedélzeti aktivitást (AOB), a korábban elvégzett PA mennyiségi reprezentációját, amely még mindig befolyásolja a vércukorszintet, és amely felelős a az edzés utáni hipoglikémia, néha több órával edzés után. A VC-szint edzés közbeni kezelésére vonatkozó jelenlegi ajánlásokat még nem tesztelték teljes mértékben a zárt hurkú rendszer keretében.

A jelen tanulmány célja egy új és továbbfejlesztett algoritmus kifejlesztése, amely az edzés/fizikai aktivitás változóira vonatkozó információkat használja fel a glikémiás eltérések előrejelzésére és az inzulinterápia ennek megfelelő modulálására a hipo- és hiperglikémia elkerülése és a glikémiás szintek kívánt tartományban tartása érdekében. Ezt a fő célt többlépcsős módon kell elérni. Az első lépés az adatgyűjtés lesz. Az edzéssel/fizikai aktivitással kapcsolatos adatok két különböző beállításban kerülnek gyűjtésre. Először is a különböző edzéseken keresztül pulzusmérőből, erősítőgépekből származó edzéssel kapcsolatos adatokat gyűjtenek össze. Másodszor, a kísérleti környezeten kívüli spontán fizikai aktivitással/ülő viselkedéssel kapcsolatos adatokat mozgáskövetőkkel gyűjtik össze. A glikémiás eltérésekre vonatkozó adatok a CGM-ekből, valamint az inzulinpumpákból és az étkezési naplókból származó inzulin- és szénhidrátbevitellel kapcsolatos adatok. A gyakorlati kísérletek során a kutatók képesek lesznek értékelni a hibrid zárt hurkú rendszerek hatékonyságát a glükózszint (70-180 mg/dl) tartományban tartásában, valamint a hipo- és hiperglikémia megelőzésében, különböző időtartamú edzés alatt és után. , intenzitások és típusok. Második lépésben a kísérleti üléseken és a kísérleti üléseken kívüli PA-monitorozásból származó edzésváltozók és a glikémiás, inzulin- és szénhidrát-változások közötti összefüggéseket vizsgálják a fizikai aktivitással.

A harmadik, egyben utolsó lépés további adatelemzést, tesztelést, modellezést és in-silico szimulációkat fog tartalmazni annak érdekében, hogy megbecsüljük a PA-informált inzulinadagolás új döntéstámogató rendszerének teljesítményét a standard inzulin adagolással szemben.

A vizsgálat tervezése Résztvevők Ötven T1DM-ben szenvedő férfi és nő vesz részt a vizsgálatban. Előzetes tesztelés A tájékozott hozzájárulás aláírásakor a résztvevők alapadatait gyűjtjük. Ezután az előzetes tesztelésre a Római Egyetem Foro Italico Edzésfiziológiai Laboratóriumában kerül sor. A kardiopulmonális oxigénfogyasztás csúcsértékét (VO2csúcs) fokozatos ciklusergométerrel (Lode, Groningen, Hollandia) mérik fel az akaratlagos kimerültségig. A teszt során elért maximális teljesítményt (Wmax) a gyakorlatok szabványosítására használják fel.

Az 1-RM tesztet a dinamikus maximális izomerő értékelésére végezzük. A tesztet a véletlenszerű besorolás előtt végezzük el az alsótest tolómozdulataira, illetve a felsőtest toló- és húzómozdulataira a lábprés, mellkasprés és alacsony soros Biostrength® gépeken (Technogym S.p.A., Cesena, Olaszország). Az 1-RM értékelés hasznos lesz az egyének edzésprogram alatti terhelésének meghatározásához. A teszt során a mozgás sebességét regisztráljuk az izomcsúcs teljesítmény elemzéséhez. Mielőtt bármelyik gyakorlati próbára beosztanák őket, a résztvevőket arra kérik, hogy szabad életkörülmények között hét egymást követő napon viseljenek GENEActiv aktivitásmérőt a csuklójukon. A GENEActiv készülékek csuklón hordható műszerek, amelyek a szabad életvitel értékelésére szolgálnak. Ezek az eszközök, amelyeket az Exercise Physiology Lab biztosít majd, nyers adatokat szolgáltatnak a fizikai aktivitás, az ülő viselkedés és az alvás elemzéséhez, rögzítik a mozgás-, fény- és hőmérsékletadatokat. A résztvevők szabványos étrendet kapnak a vizsgálat teljes időtartama alatt, és arra kérik őket, hogy vezessenek étkezési naplót azon hét napon, amikor a gyorsulásmérőt viselik, 24 órával a gyakorlati próbák előtt és az edzési kísérletek napjain.

Edzéspróbák A betegek négy különböző gyakorlati próbán esnek át: közepes intenzitású aerob gyakorlaton (MIE), nagy intenzitású intervallumgyakorlaton (HIIE), ellenállási gyakorlaton (RE) és kombinált aerob és ellenállási gyakorlaton (COMB). Ugyanazokat az edzési próbákat két különböző körülmények között hajtják végre: az edzésmód „be” állásban vagy az edzésmód „kikapcsolva” az inzulinpumpán. A betegek a próbanapokon gyorsulásmérőt és pulzusmérőt is viselnek. A négy edzés azonos időtartamú, 50 perc, 5 perc bemelegítés, 40 perc munka és 5 perc lehűlés. A 40 perces munkavégzés a következőképpen változik az egyes próbákon.

A mérsékelt intenzitású edzés ciklusergométeren végzett folyamatos edzésből áll, 40% Wmax értékkel.

A nagy intenzitású intervallum edzés három 10 perces intervallumgyakorlatból áll, 1:1 munka:pihenés arányban (5 × 1 perces intervallumok 90% Wmax mellett, 1 perces regenerálódás 25% Wmax értékkel az intervallumok között), amelyeket 3 perc közbeiktat. visszanyerése 25% Wmax mellett.

Az ellenállásgyakorlat 8 gyakorlatcsoportból áll, 3 sorozatban, 12 ismétlésben, az 1-RM 70%-ával. Az összes gyakorlatot ugyanazokon a gépeken hajtják végre, amelyeket az előzetes tesztelés során az erőfelméréshez használtak (Biostrength® line gépek, Technogym S.p.A., Cesena, Olaszország), ami lehetővé teszi az ellenállási gyakorlatok pontos egyénre szabását, az edzések rögzítését és a pontos reprodukálhatóságot a következő gyakorlati próbán. minden egyes beteg számára.

A kombinált gyakorlat 20 perc közepes intenzitású, 40%-os Wmax-os gyakorlatból áll egy kerékpár-ergométeren, majd 20 perc ellenállási gyakorlatból áll, amely 4 gyakorlatcsoportból álló köredzésből áll, 3 sorozatban, 12 ismétlésben, egyenként 70%-os arányban. -RM.

Kísérleti tervezés A résztvevők nyolc gyakorlati próbát kapnak (MIE-ON, HIIT-ON, RE-ON, COMB-ON, MIE-OFF, HIIT-OFF, RE-OFF, COMB-OFF) véletlenszerű sorrendben. A véletlenszerűsítést számítógép által generált sorozat végzi. Minden edzést legalább 7 nap választ el egymástól.

A résztvevőket arra kérik, hogy tartózkodjanak a megerőltető edzéstől 48 órával a gyakorlati próba előtt. A gyakorlati próbák előtti napon a résztvevőket arra kérik, hogy tartsák be a szokásos étrendet és tartsanak tejterméket.

A vizsgálat reggelén a betegek 9.00 órakor jelentkeznek a laborba, 2 órával a szokásos reggeli után, amelyet a résztvevők bóluskalkulátora által kiszámolt inzulinbólus követett. Ha valamelyik „BE” gyakorlati próbához hozzá van rendelve, a betegeket felkérik, hogy aktiválják az edzésmódot (ideiglenes magasabb célpont) a várható gyakorlati próba előtt 2 órától az edzési próba végéig. Ha az „OFF” gyakorlati próbák egyikéhez hozzá vannak rendelve, a betegek anélkül kezdik meg a gyakorlati próbát, hogy bejelentik az edzést a pumpának. A pulzusszám, az észlelt megerőltetés sebessége (RPE), a teljesítmény, a szögsebesség, az ismétlések száma és az edzésterhelés mind rögzítésre kerül az edzések során. A CGM adatok, a szénhidrátbevitel és az inzulin adagolási adatok a következő 24 órában rögzítésre kerülnek.