Gyakorlati kapacitás és edzhetőség 2-es típusú cukorbetegségben (EXTRA-T2D) (EXTRA-T2D)

A 2-es típusú cukorbetegség (T2D) egy életkorral összefüggő betegség, amelyet a felgyorsult öregedés állapotának tekintenek. Valójában az idős felnőttek életminőségét jelentősen rontó multimorbiditással, gyarlósággal és testi fogyatékossággal, valamint az akut és különösen a krónikus szövődmények előfordulása miatti lecsökkent élettartammal, amelyek közül a legfontosabb a szív- és érrendszeri betegségek (CVD) ).

A csökkent testedzési kapacitás az öregedés és az életkorral összefüggő betegségek káros következményeinek előrejelzője. Kimutatták, hogy a fizikai inaktivitás és az ülő viselkedés összefüggésbe hozható az általános populációban és a cukorbetegeknél a megnövekedett szív- és érrendszeri betegségek okozta megbetegedéssel és mortalitással. Mind a kardiorespiratorikus, mind az izomfitnessről kimutatták, hogy független előrejelzője a halálnak, és legalább részben kompenzálja a megnövekedett kövérséget. Különösen a testedzési kapacitás vagy a tolerancia, azaz az egyén által elviselhető fizikai erőfeszítés maximális mértéke, a hagyományos szív- és érrendszeri kockázati tényezőkön túlmenően előrejelzi a mortalitást, és prognosztikai változóként javasolták a prediktív algoritmusokba tünetmentes idősödő egyéneknél vagy krónikus betegségekben, például T2D-ben szenvedők. Ezt kardiopulmonális terhelési teszttel lehet értékelni, és általában csúcsteljesítményként (PPO vagy csúcsmunka) vagy csúcs oxigénfogyasztásként (VO2peak) mérik. Bár az egyéni genetikai háttértől is függ, a fizikai edzettségi/edzőképességi szintet nagymértékben meghatározza a fizikai aktivitás (PA) mértéke, ami ezért az általános populációban és a T2D-s betegeknél erősen ajánlott a csökkentéssel (és szünet) az ülőidő, ami a PA-tól függetlenül fejt ki káros hatásokat. A T2D-ben szenvedő betegeknél amellett, hogy általános egészségügyi előnyökkel jár, a PA/torna hatékonyan javítja a glükózkontrollt, a szív- és érrendszeri betegségek kockázati tényezőit és a jólétet, amint azt csoportunk is kimutatta.

Számos tanulmány kimutatta, hogy a T2D-ben szenvedő betegek fizikai teljesítőképessége vagy toleranciája csökkent a nem cukorbetegekhez képest, bár más jelentések nem mutattak semmilyen hibát, különösen, ha a vércukorszintet jól kontrollálják. A csökkent terhelési (aerob) kapacitás mögött meghúzódó mechanizmusokat vizsgáló tanulmányok rendellenességekről számoltak be a) a tüdő artériás vér oxigénellátására való képességében; b) szív és érrendszer a keringési igények kielégítése érdekében; és (c) perifériás szövetek oxigén kinyerésére. Különösen csökkent lélegeztetési hatékonyságot, csökkent perifériás oxigénelvonást, károsodott pulzus-beállítást és alacsonyabb anaerob küszöböt mutattak ki T2D egyéneknél a nem cukorbeteg alanyokhoz képest. Ezenkívül a T2D betegek neuromuszkuláris károsodást mutattak fokozott izomfáradtsággal. Csoportunk az izometrikus és dinamikus izomerő és állóképesség csökkenésével járult hozzá a T2D neuromuszkuláris diszfunkciójának jellemzéséhez.

Az idősödő T2D populáció alacsonyabb mozgási kapacitásának okai nem tisztázottak.

A legtöbb meglévő tanulmány keresztmetszeti tervezése miatt azonban a T2D betegek alacsonyabb terhelési kapacitásának okai még mindig nem tisztázottak. Egyrészt ezek az egyének kevesebbet mozoghatnak, mint a nem cukorbetegek, amint azt több jelentés is mutatja, ami összhangban van a fizikai inaktivitás és az ülő viselkedés ismert szerepével a betegség kialakulásában. Másrészt a T2D-ben szenvedők kevésbé reagálhatnak az edzésre (csökkent edzhetőség), a hiperglikémia hatásai miatt. Ezek a hatások magukban foglalják a rossz glikémiás kontroll akut hatását, amely számos, a HbA1c-szint javulásával legalább részben visszafordítható deficittel, valamint a hiperglikémia krónikus következményeivel, a légzési, szív-légzési és neuromuszkuláris funkciók finom károsodásával, amely a nyilvánvaló szövődmények megjelenése előtt jelentkezik, amelyek kapcsolata a csökkent mozgásképességgel jól bevált. Ezen túlmenően, a VO2-csúcs csökkenését figyelték meg a T2D egyedek első fokú rokonainál a pontosan egyező kontrollokhoz képest, ami a T2D-re hajlamosító genetikai háttér lehetséges szerepére utal. Egy másik mechanizmus, amely szerepet játszhat a csökkent testedzési kapacitásban és edzhetőségben, a krónikus, alacsony fokú gyulladás, amely a T2D-ben és a metabolikus szindrómában szenvedő betegeket jellemzi, és potenciálisan ellensúlyozza, ha ezeket az egyéneket edzési programokba vonják be, amint azt csoportunk kimutatta.

A csökkent mozgásképesség és csökkent edzhetőség az öregedés, a kardiometabolikus rendellenességek és a testi fogyatékosság korai markerének tekinthető. Az edzéskapacitás, valamint annak kardiorespirációs és neuromuszkuláris meghatározó tényezőinek felmérése ezért kedvezőtlen kimeneteleket jelezhet előre, segítséget nyújthat a személyre szabott edzési beavatkozások megtervezéséhez és megvalósításához, és eszközül szolgálhat a terápiás stratégiák hatásának értékelésére az idősödő és/vagy a T2D-s betegekben.

2. CÉLOK

Ennek a projektnek a célja a T2D-s betegek képezhetőségének felmérése annak érdekében, hogy tisztázza:

a. hogy a csökkent edzettségi képesség a válaszreakció (edzhetőség) vagy az edzéshez való csökkent betartás miatt következett-e be; b. amelyek az érintett mechanizmusok, valamint a légzési, kardiovaszkuláris, neuromuszkuláris, gyulladásos, hormonális és metabolikus paraméterek, amelyek előrejelzik az edzésképességet.

3. TERVEZÉS ÉS MÓDSZEREK

3.1. Tervezés Ez egy egyközpontú, nyílt elrendezésű, longitudinális intervenciós vizsgálat, amely a T2D-t és a nem cukorbeteg egyéneket hasonlítja össze, „Terzsekapacitás és edzhetőség 2-es típusú cukorbetegségben (EXTRA-T2D)” címmel.

A résztvevők a következőkben vesznek részt:

1. egy 6 hónapos felügyelt aerob és erősítő edzésprogram a válasz (és a glikémiás kontroll hatásának) értékelésére;
2. egy 6 hónapos edzés utáni nyomon követés az adherencia (és a kiképzés lehetséges hatásának) értékelésére.

A méréseket az alapállapotban (T0), a 6 hónapos képzés végén (T1) és a 6 hónapos edzés utáni követés végén (T2) kell elvégezni.

A beiratkozáskor a résztvevők kapnak egy gyorsulásmérőt és egy tevékenységi naplót, amelyek nyomon követhetik a mindennapi élet tevékenységeit a teljes 12 hónapos időszak során. Ezen időpontok mindegyikében a résztvevők megkapják a kérdőíveket a PA, a testmozgás akadályai, az egészséggel kapcsolatos életminőség (QoL) és a pszichológiai jólét értékeléséhez. Ezt követően négy különböző napon értékelik a vizsgálat végpontjait, az 1-3. napon a Római Egyetem „Foro Italico” gyakorlatok fiziológiai laboratóriumában és a 4. napon a Sant'Andrea Egyetemi Kórházban (La Sapienza Római Egyetem). ").

Az 1. napon összegyűjtik a gyorsulásmérőt és a kérdőíveket, és a résztvevők antropometriai paramétereket, valamint nyugalmi lélegeztetési és kardiorespirációs funkciót értékelnek, majd egy rámpa inkrementális kerékpározási tesztet végeznek a feladat sikertelenségéig annak érdekében, hogy az állóképességi gyakorlati kapacitást csúcsteljesítményként (PPO) értékeljék. ), valamint a légzési és kardiorespirációs funkciót az edzés hatására.

A 2. napon a rámpatesztet meg kell ismételni, amint azt korábban javasoltuk, annak érdekében, hogy a résztvevőn belüli napi ingadozást elválasszák a betaníthatóság értékelésétől.

A 3. napon a résztvevők neuromuszkuláris teszteket végeznek. A 4. napon a résztvevők rutin biokémiai vizsgálaton és vérmintavételen, valamint szív- és izommágneses rezonancia képalkotáson (MRI) esnek át (csak T0 és T1 időpontban).

3.1.1. Résztvevők Ebben a vizsgálatban 24 T2D-ben szenvedő beteget vonnak be, 12 nőt és 12 férfit, valamint 24 korban és nemben megfelelő, nem cukorbeteg önkéntest, akik kontrollcsoportként szolgálnak.

A szövődmények hiányát normál EKG, carotis és alsó végtagi Doppler ultrahang, fundus oculi, albuminuria, eGFR, bioteziométerrel mért vibrációs érzékelési küszöb alapján értékelik. A nem cukorbeteg résztvevők további kritériumai a CVD és a vesebetegség hiánya, a normál EKG, carotis és alsó végtagi Doppler ultrahang, albuminuria és eGFR alapján értékelve.

3.1.2. Toborzás A T2D-ben szenvedő betegeket a Sant'Andrea Egyetemi Kórház (a Római Egyetem "La Sapienza") járóbeteg-diabetes klinikáján veszik fel. A fenti kritériumoknak megfelelő betegeket a diabetológus azonosítja, beleegyező nyilatkozat aláírására kéri, és kardiológiai vizsgálatnak vetik alá a kardiovaszkuláris értékelés céljából, beleértve a nyugalmi EKG-t, valamint a klinikai megítélés alapján echokardiogramot és/vagy EKG-futópadot. tesztet, hogy engedélyt kapjon a vizsgálatban való részvételre.

A nem cukorbeteg önkénteseket a Sant'Andrea Egyetemi Kórház Endokrinológiai Osztályán, valamint a Sant'Andrea Egyetemi Kórház (a La Sapienza Római Egyetem) és a Római Egyetemen dolgozó, nem cukorbeteg betegek körében toborozzák. Foro Italico".

3.1.3. Beavatkozás Mind a T2D betegek, mind a nem cukorbetegek 6 hónapos felügyelt edzésprogramot hajtanak végre a Római Egyetem Foro Italico Alapítványának Sport- és Testmozgás Orvostudományi Központjának edzőtermében, amely csúcstechnológiával van felszerelve. , új koncepciójú gépek, amelyeket a Technogym (Cesena, Olaszország) adományozott a Római "Foro Italico" Egyetemnek, a projektben részt vevő két egység közös jelentkezése eredményeként az Olasz Diabetes Társaság felhívására.

A program heti 2, egyenként 75 perces alkalomból áll, amely 5 perces bemelegítésből, 30 perces állóképességi gyakorlatból, 30 perces ellenállási gyakorlatból, 5 perces rugalmasságból és 5 perces lehűlésből áll. Az edzési terhelést a CR-10 Rating of Perceived Exertion (RPE) skála és a NASA feladatterhelési index skálája fogja nyomon követni minden edzés során.

A 30 perces állóképességi edzést kerékpár-ergométeren (Excite Live Run, Technogym S.p.A.) hajtják végre, amely rögzíti a kimenő teljesítményt, miközben méri a légzésfrekvenciát (fR) és a HR-t egy hordható eszközzel (Howdy Senior, ComfTech, Monza, Olaszország). és RPE. A munkasebesség kezdetben a PPO 50%-ára lesz beállítva az inkrementális tesztnél, amelynek célja az 5/10 RPE az ütközés végén, így lehetővé válik a kimeneti teljesítmény munkameneten belüli módosítása a cél elérése érdekében. Havonta egy szubmaximális inkrementális tesztet is végeznek az edzésintenzitás progressziójának beállítására és az fR, HR vagy RPE változásainak értékelésére. Az induló kimeneti teljesítményt 30 W-ra állítják, és percenként 10 W-tal növelik, amíg el nem érik a kísérleti tesztben elért HR-csúcs 85%-át.

A 30 perces ellenállási gyakorlat 8-10 gyakorlatból áll, nagy izomcsoportok bevonásával, beleértve az elektronikusan vezérelt ellenállást gyakorló gépet (Biostrength, Technogym), amelyek szenzorokkal vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a mozgás végrehajtásának valós idejű irányítását, a maximális dinamika mérését. erő (1-Ismétlés maximum, 1RM), és a nyers mechanikai adatok edzés utáni kinyerése. Az edzésprogram elején a résztvevők 3 sorozatot hajtanak végre 12 ismétlésből 1RM 60%-ával a lábprés, a mellkasprés és az alacsony soros Biostrength vonalgépek használatával. Az 1RM tesztet a három gépen 2 hetente megismétlik, hogy ennek megfelelően módosítsák a 60%-os célt.

A cukorbetegeknél a glikémiás eltéréseket minden edzés előtt, alatt és után glükózmérővel monitorozzák annak eldöntésére, hogy a páciens készen áll-e az edzés elvégzésére, vagy szénhidrát-integrációra vagy kezelés módosítására van szükség, hogy elkerüljék a nemkívánatos eseményeket az edzés során. munkamenet és az azt követő 6-48 óra (pl. hipoglikémiás események).

3.1.4. Eredménymutatók Az elsődleges végpont az állóképességi gyakorlati kapacitás változása, azaz a PPO. A másodlagos végpontok közé tartoznak a lélegeztetési, kardiorespirációs és neuromuszkuláris, valamint gyulladásos paraméterek változásai. Felmérik az antropometriai, metabolikus és (csak férfiaknál) hormonális paramétereket, a testmozgáshoz való ragaszkodást és akadályokat, az egészséggel összefüggő életminőséget és a pszichológiai jóllétet.

Ezeket az eredményeket a teljes kohorszban értékelik, hogy értékeljék az általános edzhetőséget, a nők és a férfiak külön-külön, a nemek közötti különbségek felmérése, valamint az egyes egyének esetében a veszélyeztetett betegek azonosítása.

3.2. Mérések 3.2.1. Elsődleges végpont A gyakorlati kapacitás mérése a rámpa inkrementális teszt végén elért PPO-ként történik, másodperc pontossággal regisztrálva. A tesztet a Római Egyetem "Foro Italico" Gyakorlás-fiziológiai Laboratóriumában végzik el elektromágneses fékezett kerékpár-ergométeren (Lode Excalibur Sport, Groningen, Hollandia). 2 perces, 20 W-os alapvonali pedálozás után a kimenő teljesítmény 1 W/s-al (20 W/perc) nő a feladat meghiúsulásáig (azaz a pedálozási ütem 10 s-nál tovább 70 ford./perc értéken tartása képtelenségig). A résztvevőket arra kérik, hogy tartsák fenn ezt a ritmust minden rámpateszt során, hogy kiküszöböljék a ritmus potenciálisan zavaró hatását a metabolikus kocsival mért válaszokra (Quark PFT, Cosmed, Róma, Olaszország). Az egyes résztvevők képezhetőségét a T1-es növekményes tesztek átlagos PPO-jától és a T0-nál a két növekményes teszt átlagos PPO-jától (ΔPPO) való százalékos eltérésként mérik. Ezután mind a T2D, mind a kontrollcsoport ΔPPO-ját kiszámítjuk és összehasonlítjuk az egyes csoportok egyetlen résztvevőjének ΔPPO-jának átlagolásával.

3.2.2. Másodlagos végpontok Szellőztetési funkció

A Római Egyetem "Foro Italico" Edzésfiziológiai Laboratóriumában végzett rámpa inkrementális teszt végén a következő paramétereket mérik:

1. Légzési frekvencia (fR);
2. Érzékelt erőkifejtés és nehézlégzés, percenként értékelve a rámpa alatt. Az inkrementális teszt a lélegeztetési változókkal együtt;
3. Szellőztetési hatásfok, amelyet a percenkénti szellőztetés (V̇E) és a szén-dioxid-kibocsátás meredekségeként mérünk, amelyet az inkrementális gyakorlat során kapunk;
4. Nyugalmi tüdődiffúziós kapacitás a szén-monoxid (DLCO) és a kapcsolódó részösszetevők számára (azaz a tüdőkapilláris térfogata és az alveoláris kapilláris membrán diffúziós kapacitása);
5. Kényszerített életkapacitás és tüdőfunkció (maximális lélegeztetés, pulmonális térfogatok, maximális belégzési nyomás és maximális kilégzés);
6. A szellőzőáramlás morfológiája. Cardiorespiratory funkció

A Római Egyetem "Foro Italico" Edzésfiziológiai Laboratóriumában végzett rámpa inkrementális teszt végén a következő paramétereket mérik:

1. V̇O2csúcs;
2. Szellőztetési küszöbértékek (első és második);
3. Metabolikus hatékonyság, mint V̇O2-munka sebesség meredeksége;
4. HR és HR-helyreállítás (HRR), amelyet úgy számítanak ki, hogy a teszt vége után 1 perccel levonják a HR-értéket a teszt alatti HR-csúcsból;
5. Oxigénimpulzus, mint V̇O2/HR arány;
6. Vérnyomás, inkrementális teszt előtt, alatt és után mérve a metabolikus kocsiba integrált automatával;
7. A HR variabilitás (HRV), mint a szimpatikus és paraszimpatikus funkció indexe. Neuromuszkuláris funkció A résztvevők különböző neuromuszkuláris teszteket hajtanak végre a Római Egyetem "Foro Italico" Gyakorlásfiziológiai Laboratóriumában, hogy átfogóan értékeljék a térdfeszítők neuromuszkuláris funkcióját, miközben mérik a vastus lateralis (VL) és vastus medialis (VM) erőt és HDsEMG aktivitását. ) a domináns végtag. A maximális izometrikus erő, a tartós összehúzódások, a trapéz alakú erőváltozások és az izmok állóképességének vizsgálata történik.

A következő funkciók kerülnek kibontásra:

1. Izomerő és állóképesség;
2. Neurális hajtás;
3. Az idegi hajtás forrásai;
4. Motor egység vezetési sebessége (MUCV);
5. Izomrostok vezetési sebessége (MFCV);
6. Neuromuszkuláris hatékonyság;
7. A fáradtság neuromuszkuláris megnyilvánulásai;
8. MU toborzási és munkaerő-kivonási stratégiák;
9. Erőállandóság. Szív- és izom-MRI A szív- és izom-MRI-t a Sant'Andrea Egyetemi Kórház Radiológiai Osztályán (a Római Egyetem "La Sapienza") végzik el minden résztvevőnél a T0 és T1 időpontokban, csak GE Signa 1.5 Tesla használatával (GE Healthcare, Milánó, Olaszország).

A szív MRI-nél bal kamrai (LV) és jobb kamrai (RV) képeket készítenek a következők mérésére:

1. LV és RV tömeg;
2. végdiasztolés és végső szisztolés térfogatok;
3. lökettérfogatok;
4. ejekciós frakció;
5. szív leállás.

A comb MRI-nél a következő paramétereket értékelik:

1. izom keresztmetszeti területe;
2. intramuszkuláris zsír;
3. izomsűrűség. Gyulladásos profilalkotás A következő citokineket a Római Egyetem Translációs és Precíziós Orvostudományi Tanszékén, a "La Sapienza" multiplex biometrikus ELISA-alapú immunoassay-vel, egyedi assay (Bioplex, Bio-Rad Lab) alkalmazásával, T0, T1 időpontban vizsgálják meg két párhuzamosban. és T2: Interleukin (IL)-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-12p70, interferon (IFN)-γ és tumor nekrózis faktor (TNF)-α. A szérummintákat a vezető kutató laboratóriumában elemzik.

Szteroidomika Mivel az öregedés és a T2DM férfi hipogonadizmussal és a hipotalamusz-hipofízis-mellékvese tengely megváltozásával jár, a gonadális és a mellékvese szteroidokat a T0, T1 és T2 Kísérleti Orvostudományi Tanszéken a férfi résztvevők vér- és nyálmintáiban vizsgálják. A Római Egyetem "La Sapienza" egy nemrégiben validált házon belüli módszertant alkalmazva, amely akár 18 szteroid egyidejű értékelésére is képes. Vér- és nyálmintákat küldenek Prof. Gianfrillinek, a Római Sapienza Egyetem Kísérleti Orvostudományi Tanszékének, aki felelős ezekért az elemzésekért.

Metabolikus paraméterek: éhgyomri glükóz, inzulin, trigliceridek, össz-, HDL- és LDL-koleszterin, valamint (csak T2D-betegeknél) HbA1c-szintet a Sant'Andrea Egyetemi Kórház (La Sapienza Római Egyetem) laboratóriumi osztályán értékelnek minden résztvevőnél. T0, T1 és T2.

Antropometriai paraméterek: Antropometriai jellemzők (testsúly és magasság a BMI kiszámításával, derék- és csípőkörfogat a derék-csípő arány kiszámításával, derék-magasság arány, valamint A Body Shape Index [ABSI]) és testösszetétel (by bioimpedanciaanalízis) minden résztvevőnél értékelni fogják.

Gyakorlatok betartása és akadályok: A 12 hónapos kísérleti időszak alatt minden résztvevő kap egy csuklón hordható triaxiális gyorsulásmérőt (GENEActiv, Activinsights, Cambridgeshire, Egyesült Királyság), valamint felkérik őket, hogy regisztrálják napi tevékenységeiket tevékenységi naplók kitöltésével. Ezen túlmenően a résztvevőket arra kérik, hogy töltsék ki a Nemzetközi Fizikai aktivitási Kérdőív olasz változatát. A testmozgás észlelt akadályait az Ön által észlelt fizikai aktivitási akadályok kérdőív segítségével is értékeljük. A résztvevők egészséggel kapcsolatos életminőségét és pszichológiai jóllétét az SF-36 Health Survey olasz változata, illetve a WHO-5 kérdőív alapján értékelik.

3.3 STATISZTIKAI ELEMZÉS

A minta méretének becsléséhez a priori teljesítményelemzést végeztük a G*power 3.1.9.2 szoftver használatával. Tekintettel arra, hogy kevés tanulmány számol be a T2D és az egészséges egyének edzhetőségében mutatkozó különbségekről, óvatosak voltunk, hogy ne becsüljük túl a PPO esetleges különbségeinek hatását. Ezért a számítás során egy kis hatásméretet (azaz 0,25-öt) vettek figyelembe a következő bemeneti információkkal együtt:

• Statisztikai teszt: ANOVA ismételt mérések, interakción belül;
• α-érték: 0,05;
• 1-β: 0,8;
• Csoportok: 2;
• Méretek: 2;
• Korreláció az ismételt mérések között: 0,7. Az így kapott becsült mintanagyság csoportonként 22 résztvevő volt, de figyelembe véve a 10%-os kiesést, csoportonként 24 résztvevőt vesznek fel.

A T2D-betegek és a nem cukorbeteg kontrollok fizikai teljesítőképességében mutatkozó különbségek értékeléséhez az elsődleges végpont (PPO) és a másodlagos végpontok (ventilációs, kardiorespirációs és neuromuszkuláris paraméterek) kiindulási (T0) értékeit hasonlítják össze.

A T2D-betegek és a nem diabéteszes kontrollok közötti taníthatósági különbségek értékeléséhez az elsődleges végpont és a másodlagos végpont kiindulási értékéhez viszonyított változását (T1-T0) összehasonlítjuk.

A T2D-betegek és a nem cukorbeteg kontrollok adherenciájában mutatkozó különbségek értékeléséhez az elsődleges végpont és a másodlagos végpont edzés végi (T2-T1) változását összehasonlítjuk.

A párosítatlan Student-féle t-próbát vagy a Mann-Whitney U-tesztet a paraméteres, illetve a nem paraméteres változók esetén használjuk.

Ezen túlmenően a Spearman-féle rho és többváltozós lineáris regressziós elemzések egyváltozós korrelációit fogják használni a fizikai teljesítőképesség (azaz az edzhetőség) alapvonalhoz viszonyított változásának korrelációinak azonosítására.