L'effetto dell'esercizio sull'alterazione metabolica (Exercise)

Sulla base di precedenti risultati della ricerca, gli scienziati hanno scoperto che l'esercizio fisico si traduce in una compensazione energetica. In un contesto non intervenzionale, l'assunzione di energia e le spese subiscono un processo di equilibrio dinamico. Tuttavia, il deficit energetico indotto dall'esercizio è compensato da altri comportamenti fisiologici o psicologici, portando a una diminuzione della discrepanza energetica causata dall'esercizio, mitigando così che gli effetti di perdita di peso tipicamente associati all'esercizio Tuttavia, la fonte sottostante e il meccanismo di questo compenso rimangono ambigui. Le analisi del dispendio energetico totale (TEE) in 1754 individui hanno dimostrato che la compensazione energetica dall'esercizio emana principalmente da una riduzione della spesa energetica basale (APE), con solo una media del 72% dell'energia spesa durante l'esercizio utilizzato per un'ulteriore spesa energetica (Careau et al 2021: Biologia attuale). Tuttavia, questa detrazione è limitata dalle misurazioni dell'assunzione di energia, della termogenesi adattiva, dell'effetto termico del cibo (TEF) e del dispendio energetico correlato all'attività (AEE), sottolineando la necessità di studi di intervento per l'esercizio fisico per capire in modo completo i percorsi e i meccanismi di compensazione energetica.

Per affrontare le sfide poste dal sovrappeso e dall'obesità, migliorare la qualità della vita dei residenti e approfondire le complessità della compensazione energetica, questo progetto di ricerca si concentra sull'esame delle reazioni metaboliche del corpo per esercitare interventi. Attraverso l'analisi delle alterazioni dell'uomo e al post-esercizio pre e post-esercizio, la composizione corporea, il metabolismo, il microbiota e le alterazioni della metabolomica nell'uomo, l'obiettivo primario è chiarire a fondo i principali fattori e meccanismi alla base della compensazione energetica. Questa sperimentazione clinica consiste in quattro fasi: misurazione di base dell'intervento pre-esercizio, intervento dell'esercizio, immediatamente dopo la misurazione dell'intervento di esercizio di 12 settimane e misurazione di follow-up 8 settimane dopo l'intervento dell'intervento dell'esercizio.

Misurazione basale di intervento pre-esercizio:

• Misurazioni antropometriche: peso corporeo, altezza e composizione corpo

  • Peso corporeo: alla visita 1, il peso corporeo a digiuno verrà misurato usando una SECA calibrata all'inizio della visita. Il peso a digiuno verrà misurato alla visita 2 e, se applicabile.
  • Altezza: l'altezza (a +0,1 cm) sarà misurata da SECA 217 stabile senza indossare scarpe.

  • Composizione corporea:

    • La massa grassa sarà misurata mediante risonanza magnetica (MRI, Shanghai United Imaging, UMR 790).
    • L'analisi della bioimpedance misurerà la massa senza grassi (Tanita, MC-980).
    • La massa ossea sarà misurata mediante assorbtiometria a raggi X a doppia energia (DXA, Horizon WI, Ologico).

• Misurazioni metaboliche: pressione sanguigna, glucosio, frequenza cardiaca, spesa energetica e funzione cardiovascolare

  • Pressione sanguigna ： La pressione sanguigna sistolica e diastolica verrà misurata usando uno sfidmomanometro digitale OMRON.
  • Glucosio nel sangue ： Il glucosio a digiuno e post-prediale sarà registrato da un sistema di monitoraggio del glucosio continuo.
  • Frequenza cardiaca ： La frequenza cardiaca sarà monitorata da un sistema di monitoraggio della frequenza cardiaca continua.

  • Spesa energetica ：

    • TEE verrà misurato usando il metodo dell'acqua doppiamente etichettata (DLW). I campioni di urina di tutti i partecipanti al sottoinsieme DLW saranno conservati a -20 ℃ e spediti su ghiaccio secco per l'analisi in laboratorio del Prof. John Speakman presso gli Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences. Gli isotopi verranno misurati in un analizzatore di gas isotopico da banco di pannchtop e la produzione media di CO2 verrà calcolata da rapporti di isotopi usando l'equazione recentemente derivata (Speakman et al 2021: cell report Medicine). TEE verrà quindi calcolato utilizzando la produzione media di CO2.
    • Il dispendio energetico a riposo (REE) e il TEF saranno misurati mediante calorimetria indiretta mentre i partecipanti a riposo sono supini in una camera respiratoria con condizioni termoniche. Il consumo di ossigeno e la produzione di CO2 saranno misurati per calcolare la spesa energetica. REE sarà costantemente misurato per tutto il sonno di notte e al mattino dopo il digiuno notturno e TEF verrà misurato dopo la colazione.
  • Test VO2MAX ： I partecipanti devono riscaldarsi con un semplice esercizio di allungamento o aerobico leggero prima del test. Il test sarà condotto su un tapis roulant. Verrà impostata una velocità di corsa confortevole accettabile per il partecipante. L'inclinazione del tapis roulant sarà aumentata del 10% ogni due minuti fino a quando l'individuo non raggiunge il limite fisico e non può più continuare. Durante questo test, una maschera respiratoria e un analizzatore di gas verranno utilizzati per misurare la concentrazione di ossigeno (O2) e anidride carbonica (CO2) nel respiro per calcolare VO2MAX.
• Collezione campione: siero (estrazione di sangue vena dal polso o gomito da un'infermiera con una qualifica infermieristica), feci e urina

• Monitor del comportamento: attività fisica e assunzione di cibo.

  • Attività fisica ： L'attività fisica dei partecipanti verrà registrata utilizzando l'accelerometro GT3X indossato vicino all'anca per un periodo consecutivo di 14 giorni. Il monitor non deve essere indossato durante il bagno o il nuoto. Il primo giorno viene scartato insieme a qualsiasi giorno con meno di 12 ore di usura. Per una misura valida l'obiettivo è ottenere 2 giorni feriali e 2 giorni del fine settimana.
  • Assunzione di cibo ： Metodi di pesatura fotografica e alimentare per registrare l'assunzione di cibo per due giorni casuali prima dell'intervento.

Intervento di esercizio:

• Periodo di allenamento: 12 settimane
• Frequenza dell'esercizio: 5 volte a settimana
• Modalità di esercizio: sotto la supervisione del ricercatore, i partecipanti si svolgeranno su un tapis roulant
• Intensità dell'esercizio: 60% di VO2MAX (velocità di corsa e inclinazione del tapis roulant determinato in base a VO2max)
• ESERIZIONE ENERGE SPEDE: 150 kCal (settimane 1-4, aumenta gradualmente a 150 kcal nelle prime due settimane), 250 kcal (settimane 5-8), 350 kcal (settimane 9-12), in aumento mensile.
• Monitoraggio del peso: registrare le variazioni del peso corporeo dei partecipanti durante l'esercizio fisico senza informare i partecipanti alle modifiche.
• Monitoraggio della frequenza cardiaca: i partecipanti devono indossare un registratore di frequenza cardiaca di 24 ore ogni mese durante l'intervento di esercizio per monitorare le variazioni della frequenza cardiaca.
• Test VO2MAX: a causa dell'adattabilità fisiologica e psicologica, l'esercizio fisico aumenterà VO2MAX. Per garantire un'intensità di esercizio costante e un dispendio energetico, i test VO2MAX verranno condotti ogni quattro settimane per regolare la velocità e la durata dell'esercizio fisico per le seguenti quattro settimane.
• Raccolta del campione di sangue: il sangue a digiuno verrà raccolto ogni quattro settimane.

Misurazione immediatamente dopo 12 settimane di intervento di esercizio (uguale alla misurazione di base di intervento pre-esercizio):

• Misurazioni antropometriche: peso corporeo, altezza e composizione corporea.
• Misurazioni metaboliche: pressione sanguigna, glucosio, frequenza cardiaca, spesa energetica e funzione cardiovascolare.
• Collezione campione: siero, feci e urina.
• Monitor del comportamento: attività fisica e assunzione di cibo.

Misurazione di follow-up 8 settimane dopo l'intervento dell'esercizio (uguale alla misurazione di base dell'intervento pre-esercizio):

• Misurazioni antropometriche: peso corporeo, altezza e composizione corpo
• Misurazioni metaboliche: pressione sanguigna, glucosio, frequenza cardiaca, spesa energetica e funzione cardiovascolare
• Collezione campione: siero, feci e urina
• Monitor del comportamento: attività fisica e assunzione di cibo.