Attività, adiposità e appetito negli adolescenti 2 Intervento (AAAA2INT)

L'obiettivo dello studio è quantificare la relazione tra attività fisica, funzione metabolica e appetito negli adolescenti. Per fare questo testeremo la nostra ipotesi di lavoro secondo cui alti livelli di regolare attività fisica da moderata a vigorosa (MVPA), in contrasto con lo stato del peso corporeo, si traducono in un fenotipo metabolico costituito da una maggiore funzione metabolica e da una corretta regolazione dell'appetito. Assegneremo in modo casuale adolescenti sedentari sovrappeso/obesi (N=44) a un gruppo di controllo o di esercizio strutturato per tre mesi.

Il nostro statistico dello studio, il dottor Vincent Staggs, randomizzerà i partecipanti dopo che l'idoneità finale è stata determinata al controllo della newsletter o all'intervento sull'esercizio, bilanciato per genere per garantire una composizione uguale di maschi e femmine.

La dimensione del campione per lo Studio 2 (Obiettivo 2) è stata calcolata sulla base dei dati del nostro laboratorio; un piccolo studio pilota con periodi sedentari e attivi per testare la fattibilità dei nostri protocolli di laboratorio. Sulla base di questi dati preliminari, che sono simili ai dati della letteratura esistente, stimiamo cambiamenti nelle valutazioni dell'appetito (fame) dell'11% rispetto al basale, pari a dimensioni dell'effetto di 0,67, risultando in calcoli della dimensione del campione di N=35. Supponendo un tasso di abbandono del 10% (n=4) durante l'intervento di tre mesi, che è tipicamente osservato in interventi simili condotti dal mentore Dr. Donnelly, la dimensione finale del campione è fissata a N=40.

L'analisi dei dati sarà completata dal PI con l'assistenza dello statistico Dr. Staggs e del team di tutoraggio. Per le misure dell'appetito su scala analogica visiva (VAS), che vengono valutate in più punti temporali all'interno di una singola sessione di misurazione, condurremo analisi in due modi. In primo luogo, condurremo analisi tra gruppi utilizzando ciascuna delle sette valutazioni individuali (ad es. 60 minuti dopo il pasto) per vedere se i valori differiscono in base all'attività fisica o al gruppo di peso corporeo. In secondo luogo, calcoleremo anche l'area sotto la curva (AUC) per ciascuna variabile di interesse (ad es. fame, grelina) e usa quella misura per il test delle differenze di gruppo. Per affrontare l'obiettivo 1, ipotesi 2, ripeteremo le analisi sopra descritte e includeremo la sensibilità all'insulina come covariata. Per affrontare l'obiettivo 2, ipotesi 3, condurremo analisi tra gruppi di cambiamento nel tempo utilizzando misure ripetute ANOVA, utilizzando le stesse tecniche di analisi per le variabili dell'appetito descritte nell'obiettivo 1 (singola valutazione e AUC), con la sensibilità all'insulina inclusa come parametro covariata.

L'appetito è considerato l'esito primario degli obiettivi 1 e 2. La valutazione soggettiva della fame e dell'appetibilità sarà completata utilizzando scale analogiche visive (VAS) autovalutate, con ciascuna scala costituita da una linea lunga 10 cm che separa affermazioni come ?non a tutti affamati? e?estremamente affamato?. Le percezioni di moderazione alimentare, disinibizione e fame saranno misurate durante ogni sessione di misurazione prima del pasto fisso utilizzando il Three Factor Eating Questionnaire (TFEQ). Il questionario sul controllo dell'alimentazione (CEQ) verrà utilizzato per valutare la fame, la pienezza, le voglie, il desiderio di mangiare determinati tipi di alimenti e la capacità di resistere agli stimoli a mangiare. La valutazione obiettiva dell'appetito sarà completata utilizzando campioni di sangue prelevati da un catetere a permanenza e analizzati per la regolazione episodica dei seguenti ormoni del digiuno e della sazietà: glucosio, insulina, leptina, grelina, peptide 1 simile al glucagone (GLP-1) e peptide AA (PYY). Tutti i campioni saranno miscelati con un conservante standard (400 ?L di 10.000 KIU aprotinina), centrifugati, il plasma diviso in aliquote e conservato in congelatore a -80 ?C fino all'analisi utilizzando kit standard presso un laboratorio clinico esterno certificato.

L'appetito misurato sarà valutato dopo una colazione standard fissa (40% del RMR, composto da 55% di carboidrati, 15% di proteine, 30% di grassi). La colazione fissa verrà somministrata mentre il partecipante è a digiuno (?12 ore dall'ultimo pasto) e gli verrà chiesto di consumare il pasto entro 15 minuti. L'assunzione di cibo (kcal totali) sarà valutata utilizzando un pasto pizza ad libitum servito tre ore dopo il pasto fisso. I partecipanti saranno istruiti a mangiare fino a quando non saranno pienamente sazi e informati che possono richiedere più pasti in qualsiasi momento. I pasti saranno forniti in porzioni da 400 kcal e ogni ciotola di cibo sarà pesata prima e dopo il servizio, senza i soggetti? conoscenza e la quantità consumata registrata. Tutti i pasti saranno serviti in una sala da pranzo tranquilla e libera da distrazioni situata presso il CCHLN. Tutti gli alimenti saranno preparati utilizzando una procedura standard nella cucina metabolica per garantire la coerenza tra le condizioni di trattamento e la composizione dei nutrienti dei pasti sarà determinata utilizzando il software di analisi dei nutrienti (Nutrient Data System for Research, versione 2016).

La sensibilità all'insulina tramite la tecnica del morsetto euglicemico ?iperinsulinemico è considerata l'esito primario per l'obiettivo 1, ipotesi 2. I partecipanti arriveranno a digiuno (12 ore durante la notte). Un catetere verrà inserito in una vena antecubitale di un braccio per infondere insulina e destrosio al 20%, e un altro catetere verrà inserito nella vena antecubitale controlaterale per il prelievo di sangue. Il partecipante riposerà tranquillamente e verrà misurato il RQ tramite calorimetria indiretta (vedi Tasso metabolico a riposo), seguito dalla raccolta di 3 campioni di sangue di base per stabilire i livelli di glucosio di base. Immediatamente dopo e della durata di 180 minuti, verrà somministrata un'infusione continua innescata di insulina umana regolare a una velocità di 40 mU·m2 di superficie corporea·1·min·1 insieme a un'infusione variabile di destrosio al 20% per mantenere l'euglicemia corrispondente livelli basali (previsti 90-100 mg/dL). Le misurazioni della glicemia saranno completate ogni cinque minuti per la determinazione della velocità di infusione del glucosio utilizzando un analizzatore YSI-2300. Inoltre, ogni dieci minuti il ​​sangue verrà prelevato in provette con separatore di siero, centrifugato e conservato a -80? C per la successiva analisi dell'insulina. RQ sarà nuovamente misurato 2 ore nella pinza per un periodo di 15 minuti. La sensibilità all'insulina sarà determinata dalla velocità di smaltimento del glucosio durante gli ultimi 45 minuti del clamp iperinsulinemico-euglicemico quando l'euglicemia è stata stabilita. Questa procedura si svolgerà presso la struttura di ricerca dell'Unità di scienze cliniche e della traduzione KUMC.

Gli adolescenti verranno assegnati in modo casuale a un esercizio o a una condizione di controllo della newsletter per tre mesi. Gli adolescenti randomizzati all'esercizio parteciperanno a un programma di esercizi strutturati supervisionati (camminare su un tapis roulant, andare in bicicletta su una cyclette, ecc.) e consumare un equivalente di 400 kcal/sessione (circa 45-60 min/sessione) in tre giorni/ settimana. Seguiremo il protocollo del Mentor Dr. Joseph Donnelly, con prescrizioni di esercizi che progrediscono da 150 kcal/sessione all'inizio dell'intervento per raggiungere il dispendio energetico dell'esercizio target (EEEx) (400 kcal/sessione) alla fine del mese 3. La logica di questa dose di esercizio strutturato si basa sulle raccomandazioni nazionali e internazionali di attività fisica per i giovani di 60 minuti al giorno, insieme ai dati del team di Donnelly e altri che indicano che questo livello di esercizio su un periodo di tre mesi si tradurrà in miglioramenti in fitness cardiorespiratorio nei partecipanti adolescenti.

L'EEEx sarà valutato al basale e mensilmente durante l'intervento per determinare la durata dell'esercizio su tapis roulant necessario per raggiungere gli obiettivi dell'EEEx. L'EEEx sarà valutato mediante calorimetria indiretta (TrueOne 2400 Metabolic Measurement Cart, ParvoMedics, Salt Lake City, Utah) a intervalli di un minuto. L'equazione di Weir verrà utilizzata per calcolare l'EEEx dal consumo di ossigeno misurato e dalla produzione di anidride carbonica. Prima di ogni valutazione EEEx, i partecipanti eseguiranno un breve riscaldamento (~ 2 minuti, 3?4 mph, 0% di pendenza). Alla valutazione di base, la velocità/pendenza del tapis roulant inizierà a 3 mph/0% di pendenza e verrà regolata con incrementi di 0,5 mph/1% di pendenza fino a quando il partecipante raggiunge il 70% FC max ?4 battiti/minuto. Alla fine dei mesi da 1 a 3, l'EEEx sarà calcolato sia al 70% che all'80% della frequenza cardiaca (FC) massima per soddisfare le preferenze personali per la camminata o la corsa. L'EEEx sarà valutato sia al 70% (15 minuti) che all'80% della FC max (15 minuti) con un intervallo di 2 minuti tra le valutazioni per consentire ai partecipanti di rimuovere il boccaglio e ottenere acqua se lo si desidera. La velocità o la pendenza verranno regolate in base alle preferenze dei partecipanti. L'EEEx medio su un intervallo di 15 minuti (kcal/minuto) verrà utilizzato per determinare la durata delle sessioni di allenamento eseguite durante il primo mese. Ad esempio: EEEx = 9,2 kcal/minuto, esercizio prescritto = 400 kcal/sessione, durata dell'esercizio = 400/9,2 = 44 minuti/sessione.

Tutti gli esercizi supervisionati si svolgeranno presso il CCHLN su un tapis roulant con frequenza cardiaca, velocità e grado monitorati da uno specialista dell'esercizio ogni cinque minuti. Televisori e iPad saranno disponibili per i partecipanti da guardare durante l'allenamento. La conformità sarà definita come il completamento del ?90% delle sessioni di allenamento programmate/settimana e i partecipanti saranno esclusi se non soddisfano questo requisito. Il completamento con successo di una sessione di allenamento sarà definito come il mantenimento della FC target ≥4 battiti/minuto per la durata dell'esercizio prescritta.

Come è stato fatto in studi precedenti da parte di esperti nel trattamento dell'obesità pediatrica, utilizzeremo un gruppo di controllo della newsletter. Proprio come in questi studi precedenti, le famiglie riceveranno una newsletter mensile con "suggerimenti per i genitori, esempi di lodi e attività e ricette adatte ai bambini". identico a quello che è stato utilizzato nel lavoro dei leader nel campo dell'obesità pediatrica. Il contenuto sarà simile a quello fornito negli interventi di gruppo esistenti con adolescenti in sovrappeso/obesi presso il CCHLN sotto la direzione del mentore Dr. Ann Davis.

L'assunzione di energia sarà valutata utilizzando tre metodi: 1) oggettivamente, misurata dalla quantità di kcal consumate durante un pasto ad libitum (vedi sopra, sezione Pasti fissi/ad libitum), 2) soggettivamente, valutata in ogni 7 giorni di vita libera periodo di valutazione tramite richiami dietetici di 24 ore somministrati dal dietologo e 3) calcolato, in base al metodo del bilancio di assunzione. L'assunzione soggettiva di energia sarà valutata utilizzando tre richiami dietetici che si verificano in giorni non consecutivi selezionati in modo casuale durante ogni periodo di valutazione della vita libera di 7 giorni (incluso almeno un giorno del fine settimana) per ridurre al minimo la preparazione che potrebbe influenzare il richiamo, da un team di esperti ( > 6 anni utilizzando il software Nutrient Data System for Research) dietisti registrati che impiegano un approccio multi-pass, che utilizza suggerimenti per ridurre le omissioni alimentari e standardizza la metodologia di intervista tra gli intervistatori. L'apporto energetico stimato sarà inoltre calcolato utilizzando il metodo del bilancio di apporto durante ogni condizione di trattamento, basato sui principi della Prima Legge della Termodinamica, utilizzando la seguente equazione: apporto energetico calcolato= 1.020 (?FFM/?t) + 9.500(? FM/?t) + EE, dove ?FFM e ?FM rappresentano il cambiamento in ciascuna variabile come misurato da DXA all'inizio e alla fine di ciascuna condizione del periodo di valutazione, ?t rappresenta i giorni tra le misurazioni; 1.020 e 9.500 rappresentano rispettivamente la densità energetica in kcal di FFM e FM per kg; e EE rappresenta il dispendio energetico misurato dal monitor dell'attività.

Il dispendio energetico sarà stimato durante ogni periodo di valutazione della vita libera di 7 giorni utilizzando un monitor basato sul braccio (SenseWear Mini?, BodyMedia Inc.), che calcola il dispendio energetico utilizzando l'accelerometria triassiale e le misure del flusso di calore, la risposta galvanica della pelle, temperatura cutanea e temperatura ambiente vicino al corpo.

La composizione corporea, compresa la massa grassa e la massa magra, sarà misurata utilizzando un assorbimetro a raggi X a doppia energia per tutto il corpo (DXA, sistema Lunar DPX, versione 3.6) con il partecipante vestito con camice chirurgico ea piedi nudi.