2 型糖尿病患者のトレーニングに対する細胞の適応 (TrainAiD)

背景と狙い

身体トレーニングは、インスリン抵抗性および/または 2 型糖尿病 (T2D) の患者の代謝の健康を改善することができます。 代謝の健康の改善の根底にある細胞および分子の変化は多因子であり、部分的にしか理解されていませんが、骨格筋のグルコース取り込みおよび脂肪組織のインスリン感受性の改善を含む多臓器レベルでの適応が関与している可能性が最も高い.

激しい運動が骨格筋のグルコース取り込みに及ぼす影響に関する文献は多数ありますが、これまでのところ、定期的な身体トレーニングのインスリン感作効果の特定の分子基盤を調査した研究は不足しています。

このプロジェクトの目的は、T2D の有無にかかわらず肥満患者のベースライン時と 3 か月の身体トレーニング プログラム後の骨格筋と脂肪組織の転写の違いを研究し、この情報を使用して、グルコース処理を改善するための新しい治療標的を特定することです。 T2D患者のインスリン感受性。

したがって、研究者は次の質問に対する答えを見つけることを目指しています: 2 型糖尿病のインスリン感受性に対する身体活動の影響の背後にあるメカニズムは何ですか?

メソッド

２型糖尿病を有する（ｎ＝１５）および有しない（ｎ＝１５）３０人の肥満患者が研究に含まれる。

デザイン: コホート研究 介入: 有酸素運動トレーニングからなる 12 週間の介入期間 3 セッション/週、45 分/セッション。 すべてのトレーニングセッションは監督されています。 有酸素トレーニングは、最大酸素摂取量の 70% の強度 (x2/週) でエルゴメーター自転車トレーニングとして実施されます。 最大心拍数の 70% でローイング エルゴメーター運動 (x1/週)。 3、6、9 週目に VO2max を測定し、トレーニング セッション中のワークロードを十分に調整します。

実験方法: 介入前 (1 ～ 2 週間) と介入後、次のテストと測定が行われます。

A日目: (一晩断食。 期間約。 3時間）

• デュアル エネルギー X 線吸収法 (DXA) スキャン (体組成と体脂肪)
• エルゴメーターバイクでの段階的な運動テスト (最大脂肪酸化率)
• 最大酸素消費量試験（VO2max）
• 握力（動力計による）
• レッグパワー（パワーリグと立ち上がりテスト）

B日目: (一晩断食。 期間約。 9時間）

• 2段階の正常血糖、高インスリンクランプ
• 筋生検外側広筋
• 脂肪生検皮下下腹部
• 流量測定 (ドップラー超音波による大腿動脈およびひずみゲージプレチスモグラフィーによる前腕)
• エネルギー消費量（換気フード法）

トレーニング介入が終了した後、A 日と B 日が繰り返されます。

分析手順：

1. 筋肉と脂肪の生検：ミトコンドリアの呼吸能力と活性酸素種の産生。 単一核 RNA シーケンス (snSeq)。 繊維の種類の決定とキャピラリゼーション。
2. 血液サンプル: ホルモン、代謝産物、および基質 (例: インスリン、カテコールアミン、コルチゾール、ブドウ糖、乳酸、ピルビン酸、ケトン体、サイトカイン、マイオカイン)。 血漿プロテオミクス/ペプチドミクス分析。

要約すると、この研究は、トレーニングによって影響を受ける、および/または2型糖尿病患者と対照被験者で異なる調節を示す骨格筋および脂肪組織の細胞型と遺伝子を明らかにします。

統計上の考慮事項:

検出力計算は、検出力 = 0.95 および P<0.05 に設定された有意水準に基づいて、n ≥ 10 の場合にトレーニング誘発インスリン感受性の有意差が検出可能であることを示します。 これにより、ある程度の余裕を持って 15 ～ 20% のドロップアウト率が可能になります。 混合モデル分析は、表現型データのデータ分析、snSeq データのバイオインフォマティクス ツール、および遺伝子発現と表現型発現の間の相互作用に使用されます。

倫理的配慮：

このプロジェクトは、2020 年 12 月 15 日に首都圏の地域倫理委員会 (H-20046605) によって承認されました。