運動と体重管理

研究デザイン: 被験者間変数として扱われる運動頻度 (週 6 日または週 2 日) および被験者内変数として扱われる時間 (ベースライン、トレーニングの終了、フォローアップの終了) を使用して要因計画が採用されます。 . 被験者は無作為に運動グループ（週6日、週2日）または座りっぱなしのグループに割り当てられます。 対照群には、フォローアップ措置の後、介入 (個別の運動計画、YMCA へのメンバーシップの提供) が提供されます。

調査対象母集団：

この研究は、60人の参加者のすべての評価を完了することを目的としています

包含基準:

• 18歳から40歳までの男女
• -参加者は過体重から肥満でなければなりません（BMI 25-35 kg / m2） 妊娠していない、授乳中でない、または今後6か月以内に妊娠する予定がある
• 安全に身体活動に参加することに制限はありません

除外基準:

• 現在、体重を減らすためにダイエットを行っており、過去 3 か月間で体重が減らない、または 2kg 以上増えている、
• エネルギー消費や食事に影響を与える薬を服用している
• 定期的な運動 (計画的かつ構造化された有酸素運動またはレジスタンス活動)。
• 参加者は重大な健康上の問題を抱えていてはならず、既知の心血管（心臓、末梢血管、脳血管）、肺（COPD、間質性肺疾患、嚢胞性線維症）または代謝（糖尿病、甲状腺障害、腎臓または肝臓の疾患）疾患を持っていてはなりません。
• タバコの使用
• 安全な運動を妨げる病状がある。

運動の適切性は、健康履歴と身体活動準備アンケートを使用してスクリーニングされます。 被験者は、研究食品の好みを味わい、評価します。 被験者は、研究対象食品の 50% について、10 点満点中少なくとも 5 点の好みを持っている必要があります。 被験者は、参加前にインフォームドコンセントを提供します。 性別または人種の影響に関する仮説はなく、すべての性別および民族グループを含む代表的なサンプルを募集するよう努めます.

具体的な仮説には次のようなものがあります。

H1: (一次) 12 週間、3000 kcal/週で週 6 回運動するよりも、週 2 回運動する方が、蓄積された負のエネルギー バランスが大きくなります。

H2: RRVfood は、12 週間の運動後、週 2 回の運動セッションよりも週 6 回の運動セッションに反応して増加します。

H3: エネルギー摂取量は、12 週間後に 2 セッションよりも週 6 回の運動セッションに反応して増加します。

H4: GLP-1 濃度の変化と RRVfood は正の相関があります。 H5: GLP-1、PYY、CCK、レプチン、および膵臓ポリペプチドの濃度は、2 回よりも週 6 回の運動セッションの方が食事に応じて減少します。

H6: グレリン濃度は食事に反応して増加し、週に 2 回よりも週に 6 回の運動セッションを行う.

H7: RRVexercise は、12 週間後に 6 セッションよりも週 2 回のエクササイズ セッションに応じて増加します。

H8: 運動の不快感に対する耐性は、12 週間後に 6 回の運動セッションよりも週 2 回の運動セッションの方が増加します。

H9: RRVexercise と運動の不快感に対する耐性は、介入後 4 週間 (16 週) の運動行動の維持と正の関連があります。

H10: 12 週間の運動後の空腹ホルモン/ペプチドの変化は、17 週間での減量維持を予測します.

研究手順:

最初の訪問中に、参加者は研究について知らされ、質問に答えてもらいます。 資格があるとみなされ、参加者が参加を希望する場合、書面によるインフォームド コンセントを提供するよう求められます。 同意書に署名した後、参加者は人口統計フォーム、病歴フォーム、身体活動準備フォームに記入し、人体測定 (身長と体重) のために測定されます。 これらのフォームは、他の研究ファイルとは別に、フラック博士のオフィスにある施錠されたファイル キャビネットに保管されます。 被験者には、自由生活の身体活動を監視し、運動強度アンケート（PRETIE-Q）の好みと耐性、運動アンケートの行動規則（BREVQ-3）を完了するために、翌週着用するアクティグラフデバイスも提供されます。 )、およびベンダー フォームで、この時点で支払いを処理できます)。

結果の訪問：結果の測定は、ベースライン中および12週間のトレーニングの直後に完了します（Post / Week 13）。 結果測定は、必要に応じて、CCTS、Funkhouser の実験室スペース (117 号室)、Joe Craft フットボール トレーニング施設、またはヒューマン パフォーマンス研究所で行われます。 結果を測定するための訪問の順序は、参加者のスケジュールの複雑さに対応するために柔軟です。

加速度計の投与: スクリーニング時、トレーニング後の評価後 (14 週目)、およびフォローアップ評価の後 (19 週目) に行われます。 被験者は、加速度計を受け取った後、7 日間連続して加速度計を装着し、通常の身体活動を測定します。 これは、モニターを装着した 7 日間にエクササイズ テストやセッションが行われないようにスケジュールされます。 これは、参加者が最初に Funkhouser 117 を訪れたときに実施され、同意書にも署名されます。

調査、味覚検査、身長、体重: スクリーニング時、トレーニング後/13 週目、フォローアップ/18 週目に行われます。 味覚テストは、RRVfood テストで使用する食品を決定するために使用されます。 この訪問はFunkhouser 117で行われます。

RRVフードテスト: -1週または-2週、13週、18週に行われます。被験者は食後2時間から3時間後に117号室のファンクハウザーに報告し、選択した食品に対してポイントを獲得するタスクを完了します。

RRVexercise テスト: ヒューマン パフォーマンス ラボ (MDS、B04) で -2 または -3、13、および 18 週に行われます。 被験者はそれぞれ 2 分間サンプルを採取し、3 つの運動オプション (トレッドミル、エリプティカル エルゴメーター、またはサイクル エルゴメーター) と座りがちな代替手段 (雑誌、パズル、カード ゲーム) の好みを評価します。 このテストは午前または午後に行うことができますが、特定の被験者については同じ時間帯に行われます。

BodPod + RMR テスト: -1 週または -2 週、および 13 週に実施されます。 被験者は食後少なくとも 10 時間を報告し、Funkhouser 117 で体組成 (BodPod) と安静時代謝率 (RMR) を評価します。

CCTS 食事検査訪問 -1 週または -2 週、および 13 週に行われます。 被験者は、食後少なくとも 10 時間以内に英国キャンパスの CCTS (臨床および国際科学センター) に到着し、IV カテーテルを留置し、絶食血液サンプルを採取します。 次に、被験者には標準化された朝食が投与され、朝食直後（-2.75）、最初の1時間は15分ごと（-2.5、-2.25、-2時間）、その後は30分ごと（-1.5、- 1、-0.5、0) 合計 3 時間のテスト時間。 被験者はまた、各採血時点で空腹感と満腹感の VAS スケールを完成させます。

CCTS 運動テストと DXA 訪問 -1 または -2 週、6 週、13 週に実施 参加者は CCTS に報告して、段階的な運動テストを実施し、間接熱量測定を使用してさまざまな心拍数強度で 1 分あたりの消費カロリーを決定します。 この情報は、研究の介入期間中の運動トレーニング セッションの強度と期間を設定するために使用されます。 これは、ベースライン時、6 ～ 7 週目、およびトレーニング後に実行されます。 中間点の測定値は、有酸素フィットネスの改善を考慮して、運動トレーニング セッションの期間と強度を調整するために使用されます。 ポストタイムポイントの測定値は、有酸素フィットネスの改善を決定するために使用されます。 このテスト参加者の前に、DXA スキャンも実行されます。

追加の DEXA テスト: -1 週目または -2 週目と 13 週目に行われます。 対象者は、CCTS で使用されている「ゴールド スタンダード」iDXA とは異なるモデルである、英国陸上競技のノーランド モデル DXA で実行される追加の DXA をジョー クラフト フットボール トレーニング施設に報告します。

食事日記: 3、4、8、12、17 週間、参加者は食事摂取量と調理方法の詳細とともに、食べたすべての食べ物を食事摂取記録に記録します。

運動セッションのダウンロード会議: 運動介入中 (1 ～ 12 週目) に週 1 回、参加者は Funkhouser 117 に戻り、コンプライアンスを確保するために前週の運動セッションをダウンロードします。

介入: 運動治療の場合、参加者は有酸素運動 (トレッドミル、エアロバイク、エリプティカル) に従事し、週 6 セッション (セッションあたり 500 kcal) または週 2 セッション (1500 kcal) のいずれかで 3000 kcal/週のエネルギー消費を誘発します。セッションごと）。 運動介入は12週間続き、その後1週間のポストテストと、17週目の最終フォローアップ評価の前に、参加者が運動するかどうかを監視しない4週間の期間が続きます. 運動は中程度から難しい強度で行われ、異なる心拍数ゾーンでの個々のエネルギー消費率 (kcal/分) に基づいて処方されます。 ほとんどの運動は、HRR の 65% で行われます。これは、運動プログラムを開始する座りがちな個人に一般的に処方される強度です [28]。 週に 6 セッションのグループは 20 ～ 60 分でセッションを完了することができるはずですが、週に 2 セッションのグループは、被験者が 65% HHR でエクササイズを行って消費するカロリー数に基づいて、1.5 ～ 2.5 時間かかる場合があります。 被験者は、運動セッション中に必要に応じて休憩をとることができます。 最初の 2 ～ 5 回の運動セッションは研究スタッフが監督し、対象者に機器の使用方法を紹介し、参加者がエネルギー消費の目標を達成するために規定の時間運動できるようにします。 その後、コンプライアンスを促進するために、必要に応じて運動セッションが監督されます。 治療の実施を確認するために、被験者はチェストストラップ心拍数モニターを着用します。 欠席したセッション（怪我や病気による場合を除く）は、次のセッションで補償されるか、別の日に振替されます。 心拍数とワークアウトのデータは、研究スタッフによって毎週確認されます。 被験者は、必要に応じて運動施設へのアクセスを保証するために、レキシントン地域の YMCA への 12 週間のパスを使用できます。

測定

身長と体重。 体重は、排尿後にタニタ生体電気インピーダンススケールで測定されます。 被験者はスクラブまたはショートパンツと T シャツを着用し、体重を量る際は靴を履きません。 身長は、スタディオメーターと標準的な人体測定技術を使用して測定されます。 これらの測定は、被験者がBMIの包含基準を満たしているかどうかを判断するためにスクリーニングで行われます。

食糧強化任務。 被験者は食後2～4時間でFunkhouser 117に報告します。 RRVfood は、参加者が食品へのアクセスを得るために完了しようとする応答 (マウス ボタンを押す) の数を評価することによって評価されます。 タスクで使用される食品は、「ジャンク」フードと同様の栄養密度を持つ「健康的な」スナックの両方と見なされることが多い食品を被験者が選択できるように選択されました。 実験環境には、別々のワークステーションにある 2 台の PC が含まれます。 1 つのステーションには、参加者が最も好きなジャンク フードのポイントを獲得できるコンピューターがあり、もう 1 つのステーションは、最も好きな健康食品のポイントを獲得できるように設定されています。 各カテゴリの最も好きな食品は、スクリーニング時に各食品のごく一部を試食し、リッカート型スケールを使用して評価することによって決定されます。 参加者は駅間を自由に行き来できます。 強化タスクに使用されるプログラムは、スロット マシンを模倣したゲームを提示します。 マウス ボタンを押すたびに表示される 3 つの図形の形と色が一致するたびにポイントが獲得されます。 代替手段へのアクセスは、強化子へのアクセスと交換できる獲得ポイントに依存します。 獲得した 5 ポイントごとに、被験者は働いていた食品の 70 ～ 100 kcal の部分を受け取ります。 ポイントは、独立したプログレッシブ固定比率スケジュールで配信されます。 食事と読書の強化スケジュールは 4 の固定比率で始まり、5 ポイント獲得するたびに 2 倍 (8、16、32、[…] 2048) になります。 たとえば、参加者は最初に各ポイントを獲得するためにマウスを 4 回クリックする必要がありますが、最初の部分を獲得した後は、5 つのポイントを獲得するために 8 回クリックする必要があります。 獲得していない補強材は、獲得するまで次のレベルに上がりません。 テストセッションは、参加者がいずれかの食品の選択にアクセスするためのポイントを獲得することを望まなくなった時点で終了します. 水は自由に与えられる。 参加者は、コンピューター タスクを完了する方法について指示され、演習セッションを完了して、タスクの理解を示します。 タスクは、実験者が隣接する部屋で完了します。 結果には、食品の種類ごとに実行された応答 (マウスプレス) の総数と、各選択の Pmax [29] が含まれます。これは、参加者が各食品の選択へのアクセスの応答要件を満たした最後のスケジュールです。

身体活動強化タスク。 身体活動の強化値を評価するために、被験者が身体活動 (トレッドミル、エリプティカル エルゴメーター、サイクル エルゴメーター) にアクセスできるように 1 つのコンピューター ステーションがセットアップされ、もう 1 つのコンピューター ステーションが座りっぱなしの代替手段 (雑誌、パズル、カードゲーム）。 代替手段へのアクセスは獲得ポイントに依存します。このポイントは、上記の強化スケジュールを使用して強化子と交換できます。 獲得した 5 ポイントごとに、被験者は、彼らが働いていた強化子に応じて、5 分間の運動へのアクセスまたは 5 分間の座りがちな行動に従事する時間を受け取ります。 テストの前に、参加者は運動オプションと座りっぱなしの代替案がどの程度好きかを評価します (付録 14)。 このテストはヒューマン パフォーマンス ラボラトリーで行われます。

体組成。 体組成は、CCTS で GE Lunar iDXA マシンを使用して測定されます。 全身スキャンは、参加者がテーブルの上に仰向けになり、腕を横に置き、手のひらをテーブルの上に平らにして実施されます。 ソフトウェアによってシック スキャン モードが推奨されない限り、スキャンは標準モードを使用して完了します。 すべてのスキャンは、GE Lunar enCORE ソフトウェア (13.60.033) を使用して分析されます。 スキャン解析には自動エッジ検出が使用されます。 マシンは、GE Lunar キャリブレーション ファントムを使用して、各スキャン セッションの前にキャリブレーションされます。 結果には、全身除脂肪体重、体脂肪量、骨ミネラル含有量、および骨ミネラル密度が含まれます。

各被験者は、全身二重エネルギーX線吸収測定法（DXA）スキャンを使用して全身組成検査を受け、3つの周囲測定を使用して局所脂肪推定を実行します. Lunar iDXA (GE Lunar Inc., Madison, WI; ソフトウェア バージョン 13.10 ) 標準化された手順を使用します。 Lunar iDXA は、標準的な臨床試験で使用されるマシンです。 標準化された手順を使用して、柔軟なスチール製人体測定テープ (Rosscraft Anthrotape; Rosscraft Innovations Inc.) を使用して、ウエスト、腹部、および股関節周囲の測定を 3 通行います。 体組成評価試験は、ケンタッキー大学臨床サービス コア (CSC) 機能評価および体組成コア (FAABC; 入院服 5 階チャンドラー メディカル センター) (CCTS) で行われます。

iDXAと比較することにより、これらのマシンの内部信頼性の別の尺度として、栄養学および人間栄養学省のBodPod（空気置換プレチスモグラフィー）およびUK AthleticsのDXA（Norlandモデル）で追加の体組成テストが実行されます。 iDXA は「ゴールド スタンダード」であり、現在の仮説をテストするための主要な手段として使用されます。

エアロビクス フィットネス。 段階的な運動トレッドミル テストは、エネルギー消費率の計算に加えて、有酸素フィットネスをテストするために使用されます。 消費された酸素と排出された CO2 は、間接熱量測定によって分析されます。 テストは、勾配 0%、時速 3.0 マイルで歩く 5 分間のウォームアップから始まります。 ウォームアップが完了すると、速度が時速 3.0 マイルに固定された状態で、勾配が 3 分間 2.5% に上がります。 その後、トレッドミル グレードは 3 分ごとに増加し、前の段階から心拍数が約 10 拍/分増加します。 テストは、心拍数が 85% HRR に達するか、参加者が継続できなくなるまで続きます。 トレッドミル テストは、ベースライン時、6 週目、およびトレーニング後に実行されます。 第 6 週の測定値は、有酸素フィットネスの改善を考慮して、運動トレーニング セッションの強度と期間を調整するために使用されます。 パフォーマンス作業能力 (PWC) は、有酸素フィットネスの結果として機能する心拍数 150 および 170 ビート/分で消費される酸素速度を使用して、最大下の有酸素フィットネスの測定値として利用されます。

安静時代謝率。 被験者は、介入を開始する前の朝（ベースライン）、および介入の最後の運動セッションの48時間以上後（13週目）に断食してFunkhouser 117に到着し、間接熱量測定（Cosmed USA、シカゴ）を介してRMRを決定します。 このテストは 45 分間続きます。 安静時心拍数は、RMR テスト中に決定され、HHR の計算に使用されます。

ホルモン測定。 被験者は CCTS に断食を報告し、IV カテーテルを配置して空腹時血液サンプルを提供し、空腹と体重調節に関連するホルモンとペプチド濃度を分析し、標準化された朝食の直前に空腹と満腹を判断するための VAS を完了します。 標準化された朝食は、RMR と 1.4 の座りがちな活動係数に基づいて、各個人の推定エネルギー必要量の 20% を提供します。 朝食は 2% の牛乳とコーンフレークで構成されます (乳糖過敏症の方は無糖の豆乳で代用することもできます)。 朝食は15分以内に消費されます。 空腹感と満腹感の VAS スケールと空腹ホルモン測定のための採血は、朝食の直前 (-3 時間) 直後 (-2.75)、および最初の 1 時間は 15 分ごと (-2.5、-2.25、-2 時間) に完了します。その後 30 分ごと (-1.5, -1, -0.5, 0) [30, 31]。 血液サンプルは、EDTA コーティングされた血清チューブに収集されます。 血清ＧＬＰ－１、レプチン、グルカゴン、および活性グレリンは、ＥＬＩＳＡ（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、Ｐｈｏｅｎｉｘ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ、Ａｌｐｃｏ）を使用して測定される。 血清インスリンは、化学発光免疫測定法（Siemens）で測定されます。 サンプルは、アッセイ間の変動性を減らすためにバッチ分析され、調査が終了するまで CCTS に保存されます。

習慣的な身体活動。 被験者のスクリーニングの翌日から始まる 7 日間、テスト後の結果評価から 7 日間、および 17 週目の 7 日間、ActiGraph 加速度計 (GT3XPB モデル; フロリダ州ペンサコーラ) を着用して、習慣の変化に関する情報を提供します。 、自由生活の身体活動。 被験者は、入浴中または水泳中を除いて、起きている間ずっと提供されたベルトを使用して腰に着用するように指示されます。 データは、20 分を超えるゼロの連続した文字列として定義される非摩耗時間で消去されます。 データ収集には 10 秒のエポックが使用されます。 これは、Crouter らのアルゴリズム [32] と Freedson カットポイント [33] を使用して、中等度から高強度の身体活動 (MVPA) の毎週の分数、および座りっぱなしの活動と光強度の活動の分数を測定するために使用されます。

治療遵守。 被験者は、週に 3,000 kcal のエネルギー消費を誘発する特定の運動計画に従うように指示されます。 運動セッションの長さは、各個人のエネルギー消費率によって異なります。 各被験者には、トレーニング セッションごとに着用する Polar 心拍数モニター デバイスが与えられ、毎週研究スタッフ メンバーと会い、前週のエクササイズ セッションをダウンロードしてコンプライアンスを監視します。

運動の不快感に対する耐性。 不快耐性はアンケートによって測定されます。 被験者は、ベースライン時およびトレーニング後に、検証済みの運動強度アンケート（PRETIE-Q）の好みと耐性を完了します。

エネルギーと主要栄養素の摂取量。 -3、4、8、12、17 週の間に、参加者は 7 日間連続して食事摂取量を記録します。

計算。 蓄積エネルギー バランス (AEB) は、体組成の変化がエネルギー バランスの長期的な変化を反映するため、FM と FFM の変化から計算されます (Rosenkilde et al. 13)。 1kg FM または 1kg FFM の増加は、それぞれ 12,000 および 1,780 kcal を反映します (Elia et al., 2003)。 1kg FM または 1kg FFM の損失は、それぞれ 9,417 および 884 kcal に等しいと想定されます。

運動エネルギー消費量 (ExEE) は、300 または 600 kcal/セッションのトレーニング誘発エネルギー消費量 (TrEE) に、15% の過剰な運動後のエネルギー消費量を加えて計算されます (Bahr, et al., 1997)。 運動セッション中に発生したであろう安静時のエネルギー消費 (REE) (REE x 1.2) が差し引かれます。 したがって、ExEE = (TrEE x 0.15) + (TrEE - トレーニング期間 x REE 1.2) となります。

ExEEの増加に応じた報酬の程度は、(ExEE-AEB)/ExEE×100%で計算される報酬指数で評価されます。 代償指数がゼロに等しいとき、AEB は ExEE に等しい、または体組成の変化は運動中に消費されたカロリーに等しい。 正の代償は体組成の変化を示唆し、負のエネルギーバランスが予想よりも小さいことを示しますが、負のエネルギーバランスが予想よりも大きい場合は負の代償と呼ばれます。 補償度＝（ExEE－AEB）／ExEE×100％。

統計分析計画: ベースラインの人口統計学的および身体的特徴は、平均値および標準誤差として報告されます。 ベースライン グループ (週 6 日、運動週 2 日、座りがちなコントロール) の違いは、一元配置分散分析でテストされます。 蓄積された負のエネルギーバランス、体組成、RRVfood、RRVexercise、食事摂取量、エネルギー消費量、運動時の不快感、空腹/満腹ホルモン、およびフィットネスの変化は、二元配置反復測定分散分析 (RMANOVA) を使用してテストされます。被験者間変数および被験者内変数として扱われる時間。 パワー分析: 主な結果は、蓄積された負のエネルギー バランスです。 以前の研究に基づくと、300 kcal の運動と 600 kcal の運動条件での平均累積負エネルギー バランスは、それぞれ -83% + 100% (平均 + SD) と 20% + 50% でした。

8. リソース:

提案された研究は、空腹/満腹ホルモン濃度、体組成（DEXA）、および有酸素フィットネステストの測定にCCTSスタッフと施設を利用します。 Funkhouser の実験室スペースには、Quark RMR 測定機器 (Cosmed)、栄養分析用の NDS-R ソフトウェア、空気置換プレチスモグラフィー用の BodPod、食物強化タスクに必要なコンピューターとスペースが含まれます。 運動測定の強化値は、参加者が使用できるトレッドミルとサイクル エルゴメーターが利用できるヒューマン パフォーマンス ラボで行われます。 栄養学および人間栄養学部門は最近、提案された研究のために新しい Polar A-300 心拍数モニターと ActiGraph 加速度計を購入しました。 フラック博士（PI）は同様の研究を主導しており、研究の実施を支援する最大3人の大学院生を訓練している可能性があります.

9. 潜在的なリスク:

DXAスキャン。 すべての被験者は、この手順を実行中に受ける少量の放射線について通知されます。 出産の可能性のある女性被験者は、DXAスキャンを受ける前に尿妊娠検査を受けます。 妊娠していることが判明した女性はスキャンを受けず、研究から除外されます。

採血/IV カテーテルの留置: IV カテーテルの留置時に、針を静脈に挿入する際にわずかな不快感が生じる場合があります。 潜在的な感染、痛み、痛み、出血、あざ、および失神が発生する可能性があります. この痛みと痛みは、手術後 24 時間続くことがあります。 訓練を受けた看護師が IV カテーテルを配置し、次の潜在的なリスクを防ぐために標準的な予防措置が講じられます。

10. 安全上の注意:

セクション 9 で説明した潜在的なリスクと不快感を防ぐための規定は次のとおりです: 有害事象または重篤な有害事象が発生した場合、研究参加者は、参加者の入院期間中、医師、登録看護師、およびその他の研究スタッフによって追跡されます。 日常のケアは病院スタッフが行います。 緊急医療機器、医薬品、備品は、参加者が急性の不快な反応を示した場合に医師が自由に使用できます。