Adattamenti cellulari all'allenamento nei pazienti con diabete di tipo 2 (TrainAiD)
L'allenamento fisico può migliorare la salute metabolica nei pazienti con insulino-resistenza e/o diabete di tipo 2 (T2D). I cambiamenti cellulari e molecolari alla base dei miglioramenti nella salute metabolica sono multifattoriali e solo parzialmente compresi, ma molto probabilmente comportano un adattamento a livello multiorgano che include miglioramenti nell'assorbimento del glucosio del muscolo scheletrico e nella sensibilità all'insulina del tessuto adiposo.
Lo scopo di questo progetto è studiare le differenze trascrizionali nel muscolo scheletrico e nel tessuto adiposo al basale e dopo un programma di allenamento fisico di 3 mesi in pazienti obesi con e senza T2D e utilizzare queste informazioni per identificare nuovi bersagli terapeutici per il miglioramento dello smaltimento del glucosio e la sensibilità all'insulina nei pazienti con T2D.
Pertanto, i ricercatori mirano a trovare risposte alla domanda: qual è il meccanismo alla base dell'effetto dell'attività fisica sulla sensibilità all'insulina nel diabete di tipo 2?
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Intervento / Trattamento
Descrizione dettagliata
Contesto e scopo
L'allenamento fisico può migliorare la salute metabolica nei pazienti con insulino-resistenza e/o diabete di tipo 2 (T2D). I cambiamenti cellulari e molecolari alla base dei miglioramenti nella salute metabolica sono multifattoriali e solo parzialmente compresi, ma molto probabilmente comportano un adattamento a livello multiorgano che include miglioramenti nell'assorbimento del glucosio del muscolo scheletrico e nella sensibilità all'insulina del tessuto adiposo.
La letteratura sugli effetti di un attacco acuto di esercizio sull'assorbimento del glucosio nel muscolo scheletrico è ampia, ma finora mancano studi che indaghino le basi molecolari specifiche dell'effetto di sensibilizzazione all'insulina dell'allenamento fisico regolare.
Lo scopo di questo progetto è studiare le differenze trascrizionali nel muscolo scheletrico e nel tessuto adiposo al basale e dopo un programma di allenamento fisico di 3 mesi in pazienti obesi con e senza T2D e utilizzare queste informazioni per identificare nuovi bersagli terapeutici per il miglioramento dello smaltimento del glucosio e la sensibilità all'insulina nei pazienti con T2D.
Pertanto, i ricercatori mirano a trovare risposte alla domanda: qual è il meccanismo alla base dell'effetto dell'attività fisica sulla sensibilità all'insulina nel diabete di tipo 2?
Metodi
Saranno inclusi nello studio trenta pazienti obesi con (n=15) e senza (n=15) diabete di tipo 2.
Design: studio di coorte Intervento: periodo di intervento di 12 settimane costituito da allenamento aerobico 3 sessioni/settimana, 45 min/sessione. Tutte le sessioni di formazione sono supervisionate. L'allenamento aerobico viene condotto come allenamento con la bicicletta ergometrica a un'intensità del 70% dell'assorbimento massimo di ossigeno (x2/sett.) ed esercizio con vogatore al 70% della frequenza cardiaca massima (x1/settimana). Nelle settimane 3, 6 e 9 viene misurato il VO2max per garantire una regolazione sufficiente del carico di lavoro durante le sessioni di allenamento.
Metodi sperimentali: Prima (1-2 settimane) e dopo l'intervento, vengono eseguiti i seguenti test e misurazioni:
Giorno A: (digiuno notturno. Durata ca. 3 ore)
- Scansione assorbimetria a raggi X a doppia energia (DXA) (composizione corporea e grasso corporeo)
- Test da sforzo graduato su una bicicletta ergometrica (tasso massimo di ossidazione dei grassi)
- Test del consumo massimo di ossigeno (VO2max)
- Forza di presa (con dinamometro)
- Potenza delle gambe (Power Rig e test sit-to-stand)
Giorno B: (digiuno notturno. Durata ca. 9 ore)
- Morsetto euglicemico iperinsulinemico a 2 fasi
- Biopsia muscolare vasto laterale
- Biopsia grassa dell'addome inferiore sottocutaneo
- Misurazioni del flusso (arteria femorale mediante ecografia Doppler e avambraccio mediante pletismografia estensimetrica)
- Dispendio energetico (metodo cappa ventilata)
I giorni A e B si ripetono al termine dell'intervento formativo.
Metodi analitici:
- Biopsie muscolari e adipose: capacità respiratoria mitocondriale e produzione di specie reattive dell'ossigeno. Sequenziamento di RNA a nuclei singoli (snSeq). Determinazione del tipo di fibra e capillarizzazione.
- Campioni di sangue: ormoni, metaboliti e substrati (ad es. insulina, catecolamine, cortisolo, glucosio, lattato, piruvato, corpi chetonici, citochine e miochine). Analisi proteomica/peptidomica plasmatica.
In sintesi, questo studio rivelerà tipi cellulari e geni nel muscolo scheletrico e nel tessuto adiposo che sono influenzati dall'allenamento e/o che mostrano una regolazione differenziale nei pazienti con T2D rispetto ai soggetti di controllo.
Considerazioni statistiche:
Un calcolo della potenza indica che una differenza significativa nella sensibilità all'insulina indotta dall'allenamento sarà rilevabile quando n ≥ 10, in base alla potenza = 0,95 e al livello di significatività impostato su P<0,05. Ciò consente un tasso di abbandono del 15-20% con un certo margine. L'analisi di modelli misti sarà utilizzata per l'analisi dei dati fenotipici e strumenti bioinformatical per i dati snSeq e per l'interazione tra espressione genica e fenotipica.
Considerazioni etiche:
Il progetto è stato approvato dal Comitato Etico Regionale della Regione Capitale (H-20046605) il 15 dicembre 2020.
Tipo di studio
Iscrizione (Anticipato)
Fase
- Non applicabile
Contatti e Sedi
Contatto studio
- Nome: Maria Hansen, MD
- Numero di telefono: +4529210442
- Email: mariahan@sund.ku.dk
Luoghi di studio
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Copenhagen, Danimarca, 2200
- Reclutamento
- Xlab, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen
-
Contatto:
- Flemming Dela, MD, DMSc
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Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
Accetta volontari sani
Sessi ammissibili allo studio
Descrizione
Criterio di inclusione:
- Da sovrappeso a obeso (BMI 28-35 kg/m2)
- ECG normale a riposo
Specifico per i pazienti con T2D:
- In trattamento antiglicemico con dieta +/- metformina, inibitori di SLGT-2, sulfanilurea, GLP1-RA o inibitori di DPPV-4
- Tempo dalla diagnosi max 4 anni
Criteri di esclusione:
- Diagnosi di malattia cardiovascolare (consentita ipertensione da lieve a moderata, definita come prescritti al massimo due diversi farmaci antipertensivi)
- Epilessia
- Malattia renale (GFR<50 ml/min)
- Attività fisica regolare
- Incapacità di eseguire esercizi con l'ergometro in bicicletta e a remi
- Incapacità di comprendere la lingua danese (scritta e parlata)
Specifico per i pazienti con T2D:
- Trattamento insulinico
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
- Scopo principale: SCIENZA BASILARE
- Assegnazione: NON_RANDOMIZZATO
- Modello interventistico: PARALLELO
- Mascheramento: NESSUNO
Armi e interventi
Gruppo di partecipanti / Arm |
Intervento / Trattamento |
|---|---|
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SPERIMENTALE: Diabete
Allenamento aerobico
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Periodo di intervento di 12 settimane composto da allenamento aerobico 3 sessioni/settimana, 45 min/sessione.
Tutte le sessioni di formazione sono supervisionate.
L'allenamento aerobico viene condotto come allenamento con la bicicletta ergometrica a un'intensità del 70% dell'assorbimento massimo di ossigeno (x2/sett.)
ed esercizio con vogatore al 70% della frequenza cardiaca massima (x1/settimana).
Nelle settimane 3, 6 e 9 viene misurato il VO2 max per garantire una regolazione sufficiente del carico di lavoro durante le sessioni di allenamento.
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SPERIMENTALE: Salutare
Allenamento aerobico
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Periodo di intervento di 12 settimane composto da allenamento aerobico 3 sessioni/settimana, 45 min/sessione.
Tutte le sessioni di formazione sono supervisionate.
L'allenamento aerobico viene condotto come allenamento con la bicicletta ergometrica a un'intensità del 70% dell'assorbimento massimo di ossigeno (x2/sett.)
ed esercizio con vogatore al 70% della frequenza cardiaca massima (x1/settimana).
Nelle settimane 3, 6 e 9 viene misurato il VO2 max per garantire una regolazione sufficiente del carico di lavoro durante le sessioni di allenamento.
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Sensibilità all'insulina
Lasso di tempo: Variazione rispetto al basale a 12 settimane
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Morsetto iperinsulinemico euglicemico
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Variazione rispetto al basale a 12 settimane
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Circolazione sanguigna
Lasso di tempo: Variazione rispetto al basale a 12 settimane
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Ultrasuoni Doppler ad onda pulsata (A.
femoralis) e pletismografia estensimetrica dell'occlusione venosa (avambraccio)
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Variazione rispetto al basale a 12 settimane
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L'espressione genica sarà determinata quantitativamente alla risoluzione cellulare utilizzando il sequenziamento di singoli nuclei
Lasso di tempo: Variazione rispetto al basale a 12 settimane
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I dati snSeq saranno analizzati utilizzando approcci computazionali all'avanguardia per rilevare i cambiamenti nella composizione del tipo cellulare e le differenze nei modelli di espressione genica di specifici tipi cellulari.
Questi approcci includeranno: I) normalizzazione dei conteggi grezzi; II) selezione delle caratteristiche basata sulla maggior parte dei geni variabili; III) analisi di correlazione Conos o canonica per allineare le celle tra i campioni; IV) Visualizzazione mediante approcci di riduzione della dimensionalità come Uniform Approximation and Projection (UMAP) e Stochastic Neighbor Embedding t-distributed (t-SNE); V) Metodi di inferenza della velocità e della traiettoria dell'RNA per seguire i cambiamenti nell'identità del tipo cellulare.
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Variazione rispetto al basale a 12 settimane
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Omeostasi del glucosio
Lasso di tempo: Variazione rispetto al basale a 12 settimane
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Cambiamenti nella concentrazione di HbA1c
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Variazione rispetto al basale a 12 settimane
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Idoneità cardiorespiratoria
Lasso di tempo: Basale e dopo 3, 6, 9 e 12 settimane di allenamento aerobico
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Cambiamenti nell'assorbimento massimo di ossigeno
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Basale e dopo 3, 6, 9 e 12 settimane di allenamento aerobico
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Collaboratori e investigatori
Sponsor
Collaboratori
Investigatori
- Investigatore principale: Flemming Dela, MD, DMSc, University of Copenhagen
Studiare le date dei record
Studia le date principali
Inizio studio (EFFETTIVO)
Completamento primario (ANTICIPATO)
Completamento dello studio (ANTICIPATO)
Date di iscrizione allo studio
Primo inviato
Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità
Primo Inserito (EFFETTIVO)
Aggiornamenti dei record di studio
Ultimo aggiornamento pubblicato (EFFETTIVO)
Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC
Ultimo verificato
Maggiori informazioni
Termini relativi a questo studio
Termini MeSH pertinenti aggiuntivi
Altri numeri di identificazione dello studio
- Training Adaptations in T2D
Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)
Hai intenzione di condividere i dati dei singoli partecipanti (IPD)?
Descrizione del piano IPD
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