A reggeli és esti testmozgás hatásának vizsgálata a glükóz szabályozásra prediabéteszes felnőtteknél (TExIS)

Résztvevők toborzása, átvilágítása és randomizálása. A résztvevőket (n = 20, nők = 10) a Colorado Egyetem Denver Anschutz Medical Campusáról (CU AMC) és a környező denveri metró területéről toborozzák az egyetemi e-mailek és szórólapok segítségével. Azok az önkéntesek, akik megfelelnek a kezdeti alkalmassági feltételeknek, személyes szűrővizsgálaton vesznek részt, beleértve a szűrőlaboratóriumokat (pajzsmirigy-stimuláló hormon (TSH), teljes vérkép (CBC), átfogó metabolikus panel (CMP), lipid panel, glikált hemoglobin (A1c), vizelet terhességi teszt nőknél (béta humán chorion gonadotropin), 12 elvezetéses elektrokardiogram (EKG), anamnézis áttekintése és fizikális vizsgálat orvossal vagy speciális gyakorlati szolgáltatóval. A potenciális résztvevők kitöltik a fizikai aktivitásra való készenléti kérdőívet (PAR-Q), hogy tovább szűrjék a testmozgás ellenjavallatait. 38 A potenciális résztvevők obstruktív alvási apnoe-szűréset is végeznek a WatchPat (Itamar Medical, Izrael) segítségével, ahol az apnoe hypopnoe index értéke > 5 kizárt, mivel jelentősen befolyásolja a szisztémás anyagcserét. A WatchPat a perifériás artériás tónus, a pulzoximetria, a pulzusszám, a gyorsulásmérők és a horkolásérzékelő kombinációját használja a légzési erőfeszítéssel összefüggő izgalom mérésére, és validált. 39,40 Azok a résztvevők, akik megfelelnek az alábbi vizsgálati alkalmassági kritériumoknak, 1:1 arányban blokkolva lesznek véletlenszerűen (nem szerint rétegezve), hogy az AM-Ex vagy a PM-Ex elsőként fejezzék be a keresztezett vizsgálatban.

Tanulmányi jegyzőkönyv és értékelések. A vizsgálatot a CU AMC Anschutz Egészségügyi és Wellness Központjában (AHWC) és a CU AMC Klinikai Translációs Kutatóközpontjában (CTRC) végzik. Az AHWC és a CTRC részleteiért lásd: Létesítmények és egyéb források. A résztvevők értékelésen esnek át az alaphelyzetben, majd az egyes edzési feltételek teljesítése után újra.

Felügyelt délelőtti és délutáni edzési feltételek. A résztvevők egy 3 napos aerob edzésfeltételt teljesítenek (Megjegyzés: 1 edzés során kimutatták, hogy eltolja a melatonint). Az edzés az életkor által előre jelzett MHR 70%-án történik, napi 45 percig. Az egyéni résztvevő edzési időablakát az egyén szokásos ébrenléti ideje határozza meg (aktigráfiával mérve), az AM-Ex a szokásos ébrenléti idő után 0-3 órával, a PM-Ex pedig 9-12 órával következik be. Több okból is ezeket az időablakokat választották a reggel és az este meghatározására. Először is, a hagyományos munkanap során a legtöbb felnőtt sportol a munkanapja előtt, vagy munkanapja után, lefekvés előtt. Másodszor, kimutatták, hogy ezek az időablak az, amikor az SI és a melatonin cirkadián mintázata a legnyilvánvalóbb és legkonzisztensebb. 13,35 Az edzéseket az AHWC futópadon hajtják végre, és a tanulmányi személyzet felügyeli. HR monitorokat (Polar H10) kell viselni, hogy biztosítsák a cél intenzitás elérését. A munkamenet időtartama (napszak), időtartama és átlagos intenzitása minden munkamenethez rögzítésre kerül. Az edzéseket 3-4 hetes kimosódási periódus választja el az SI-re gyakorolt ​​​​edzési hatás minimalizálása és a menstruációs ciklus fázisainak figyelembevétele érdekében, mivel a különböző menstruációs fázisok eltérő SI-t mutatnak.

Diétás recept. Az egyes állapotok alatt a résztvevőket arra kérik, hogy egy kiegyensúlyozott étrendet együnk, amely körülbelül 50% szénhidrátot, 30% zsírt és 20% fehérjét tartalmaz. Ellenőrzött étrendet választottunk, hogy csökkentsék a különböző étkezési összetételek hatását a következő napi inzulin-clamp vizsgálat során, így egy standardizált szabad életnapot lehetett vizsgálni CGM segítségével.

Értékelések. Minden intézkedést az alaphelyzetben és minden edzési körülmény után hajtanak végre.

Inzulinérzékenység (hiperinzulinemiás-euglikémiás szorító): Az eredeti glükóz-clamp validációs vizsgálatból származó protokoll. 45 12 órás éjszakai koplalás után a résztvevők a szokásos ébrenléti idő után 1 órával megérkeznek a CTRC-be, és megmérik a kiindulási életjeleket és a kapilláris vércukorszintet. Az ápolószemélyzet két IV-t helyez el az ellenoldali karokra, egyet az antecubitalis vénába és egyet a csuklójába. Az inzulin (42 egység/700 ml NS koncentráció) 40 mU/m2/perc sebességgel kezdődik, és a 20%-os dextróz oldatot is elindítják és titrálják, hogy a kapilláris vércukorszint 90 ng/dl-en maradjon. A kálium-foszfátot (5 mmol/100 ml NS) szintén 4 ml/óra sebességgel kell futtatni a hipokalémia megelőzésére. 100 perces euglikémia után a kapilláris vércukorszintet és a szérum inzulint 10 percenként x3 mérik. 120 perc elteltével szérum glükózt, inzulint, triglicerideket, FFA-t, glicerint és laktátot vesznek le, az inzulin infúziót leállítják, és a beteget megetetik. Étkezés után harminc perccel leállítják a dextróz adagolását, és a résztvevőt a kibocsátásig hipoglikémiára figyelik. Az SI kiszámítása a glükóz infúziós sebessége, a vizeletből származó glükózveszteség és a térbeli korrekció felhasználásával történik a korábban leírt képlet segítségével.

Szabadon élő átlagos glükóz, időtartomány (TIR) ​​és glükóz variabilitás (folyamatos glükóz monitor): Folyamatos glükózmonitorozó rendszer (CGM; FreeStyle Libre Pro; Abbott Industries, Chicago, IL, USA) kerül elhelyezésre az első napon. alapvonal és edzési feltételek. A vizsgálatban résztvevők képzést kapnak az eszköz karbantartására. A résztvevők 5 napig viselik a monitort, és az állapotlátogatás után visszaadják az eszközt (az eszköz az 1. és 5. nap között a helyén van). Röviden: egy érzékelőt 45°-os szögben közvetlenül a bőr alá helyeznek a résztvevő karjára egy kivehető bevezető tű segítségével. Egy kicsi, rugalmas elektróda marad hátra, amely 5 napig a bőrben marad. A behelyezés gyors, és nagyon kevés kényelmetlenséget tapasztalunk. A résztvevő intersticiális folyadékában lévő glükóz reakcióba lép az érzékelő glükóz-oxidáz rétegével, és elektromos jelet hoz létre, amelyet a digitális vevő rögzít. A rendszer 15 percenként eltárol egy átlagos glükóz értéket, és a résztvevők vakok lesznek az összes glükózadatra. Az összes glükóz adatot lekéri a szkennelő olvasó, amelyet az eszköz eltávolítása előtt felhasználnak.

Melatonin eltolása (DLM-Off): A résztvevőket arra kell utasítani, hogy a vizsgálat időtartama alatt kerüljék a vény nélkül kapható, melatonintartalmú termékeket vagy kiegészítőket. A DLM-Off tesztelést megelőző napon a résztvevőket arra utasítják, hogy kerüljék a koffeint, az alkoholt, a marihuánát, a nem szteroid gyulladáscsökkentő gyógyszereket, és tartsák be az előírt étrendet. A DLM-Off tesztelés előtti estén azt az utasítást kapják, hogy helyezzenek fényzáró védőszemüveget, 1 nyálgyűjtő csövet, mintanaplót és tollat ​​az ágy mellé, és állítsák be az ébresztőt másnap reggelre a szokásos ébrenléti idejükre. A DLM-Off gyűjtés reggelén a résztvevők az ágyban maradnak, és azonnal felveszik a fényzáró szemüveget. Öt perccel az ébredés után a résztvevők összegyűjtik az első nyálmintát az ágyuk melletti csőben, és feljegyzik az időt. A nyálgyűjtés 5 percen belül befejeződik. Ezt a csövet a fagyasztóba helyezi és jégen szállítja a CTRC-hez. Fényelzáró védőszemüveget kell viselni a CTRC-hez való megérkezéséig egy fénnyel szabályozott helyiségben. Ezután a vizsgálati személyzet óránként nyálmintákat gyűjt az ébredés utáni 1-5 órától.

Szérum AM kortizol: Amikor megérkezik a CTRC-be a kondíció utáni vizitre, és a hiperinzulinémiás-euglikémiás szorító IV behelyezése után (lásd fent), az inzulininfúzió megkezdése előtt vérmintát vesznek az AM szérum kortizol kimutatására.

Eszköz által mért fizikai aktivitás (PA) és ülő viselkedés (SB): Minden állapot esetén a PA és az SB mérése megtörténik az activPAL (PALTechnologies: Glasgow, Scotland) aktivitásfigyelő segítségével. Az activPAL-t a feltétel 1. napján kapja meg a résztvevő, és a feltétel utáni látogatáskor visszaküldi. Az activPAL egy kicsi (53 x 35 x 7 mm) és könnyű (15 gramm) eszköz, amely a comb helyzetére vonatkozó gyorsulásmérőből származó információkat használ a különböző testhelyzetekben (azaz ülő/fekvés, állás és lépés) eltöltött idő becslésére. Az eszközt nem allergén ragasztópárnával rögzítik, és a comb középvonalán, a csípő és a térd közötti út egyharmadán helyezik el, és a PA és az SB objektív méréseként validálták.

Az alvás időtartama, az alvás minősége és az alvás időzítése (csuklós aktigráfia, kérdőív): A csuklós aktigráfia (Actiwatch, Philips Respironics) jól validált az alvás időtartamának és minőségének értékelésére, és gyakran használják a szabadon élő alvás értékelésére48. Az Actiwatchot 5 egymást követő napon keresztül a nem domináns csuklóján kell viselni. Azon kívül, hogy az Actiwatch segítségével értékelik az alvást, a résztvevőket arra kérik, hogy vezessenek alvási naplót ugyanezen 5 napon. Az alvásnapló tartalmazni fogja az alvásidőt, az ébrenléti időt, a nappali szunyókálást és az alvásminőség értékelését. A nappali álmosságot az Epworth Sleepiness Scale (ESS) segítségével értékelik. Az ESS érvényes mérőszámot nyújt a nappali álmosságra vonatkozóan az elmúlt hét napban.

Kronotípus: Az egyéni kronotípust az alaplátogatáskor mérjük a Reggeli-Este Kérdőív (MEQ) segítségével.

Menstruációkövetés: A menstruáló résztvevők esetében a szűrővizsgálat alkalmával menstruációs anamnézist vesznek fel, és a terhességet vizeletben végzett terhességi teszttel állapítják meg az egyes állapotok megjelenése előtt. A szexuálisan aktív egyéneknek fogamzásgátlást kell alkalmazniuk a vizsgálati protokoll teljes időtartama alatt. Minden mérést (alapállapot, 1. feltétel és 2. feltétel) 28 napos időközök választanak el, így a legtöbb menstruáló résztvevő menstruációs ciklusához igazodnak. A menstruáló résztvevőket a follikuláris fázisban értékelik, és a menstruációs ciklus 1. napjától kezdődően az edzésre vonatkozó előírást kell megadni.

Analitikai terv teljesítményszámítása Mintánk méretére és teljesítményére vonatkozó becsléseink egy hasonló tanulmányon alapultak, amely a tempós séta SI-re gyakorolt ​​hatását vizsgálta idősebb nőknél. A 80%-os teljesítmény eléréséhez kétoldalas párosított t-teszttel ehhez a 2x2-es crossover-konstrukcióhoz n=20-as mintaméretre van szükség. Ez a teljesítménybecslés 412 µmol/perc átlagos különbséget feltételez a glükóz clearance-ben (Rd), a párosított különbségek szórása pedig 626,2 µmol/perc, a szignifikancia szintje pedig 0,05. 20%-os lemorzsolódásra számítva 25 alanyt vesznek fel, hogy megkapják a 20 olyan alanyból álló végső mintát, akik teljesítik az összes feltételt.

Statisztikai elemzések az 1. és 2. célhoz Az elemzések a SAS 9.4 szoftverrel (SAS Institute, Inc (Cary, NC, USA)) történnek. A statisztikai elemzésekből származó eredmények értelmezésének és jelentésének hagyományos megközelítéseit alkalmazzuk (kétoldalú p-értékeket és 95%-os konfidencia intervallumokat, valamint 0,05-ös szignifikanciaszinteket minden hipotézisvizsgálathoz). Az elsődleges összehasonlítás az SI (gyakorlat – alapvonal) változása lesz a különböző edzési feltételek mellett. Feltárják az SI lehetséges változásait, a glikémiás variabilitást, a DLM-kikapcsolás időzítését, a szérum kortizol csúcsát és eltolását, a fényexpozíciót, a testmozgás nélküli fizikai aktivitást, az ülő időt, az alvás időtartamát/időzítését és az alvás minőségét/szubjektív álmosságát. A csoporton belüli változásokat kétoldalas párosított t-próbákkal elemezzük normál eloszlású adatokhoz. A folyamatos változók normalitása kiértékelésre kerül, a nem normál eloszlású adatokhoz pedig transzformációkat alkalmazunk. A csoportok közötti különbségeket a normál eloszlású változókra vonatkozó ismételt mérési ANOVA segítségével vizsgáljuk. A megvalósíthatósági és elfogadhatósági eredmények összefoglaló statisztikái kerülnek kiszámításra.