運動、腸内細菌叢、2 型糖尿病 (Ex-GM-T2D)

2 型糖尿病は世界的な代謝の流行であり、世界的な健康上の大きな脅威です。 2021 年には、世界中の 20 ～ 79 歳の成人 5 億 3,700 万人が糖尿病を患っていました。 T2D は、生命を脅かす微小血管および大血管の健康合併症に関連しており、世界中で死亡率と障害の負担に大きく貢献しています。 Ｔ２Ｄは、主にインスリンの不十分な作用に続発する空腹時高血糖によって定義される。 通常、T2D の前には中間高血糖または Pre-D の状態が起こります。これは空腹時血糖障害 (IFG)、耐糖能障害 (IGT)、またはその両方を特徴とし、T2D のリスクを大幅に高めます。 T2Dでは、インスリンレベルは正常または高いにもかかわらず、肝臓、骨格筋、脂肪組織などの組織がインスリンに対して耐性を持ち、その結果血糖値が高くなります。 T2D は全身性炎症反応と関連しており、これは T2D 発症の独立した危険因子であると考えられます。 さらに、T2D 患者は健康な被験者よりも内部環境が酸化的である傾向があります。 高血糖によって誘発される酸化ストレスは、インスリンシグナル伝達カスケードに影響を及ぼし、GLUT4 遺伝子の転写を減少させ、さらにミトコンドリア活性も変化させることがわかっています。 T2D の病態生理学も GM 組成と関連しています。 GM の腸内毒素症は、いくつかのメカニズムを通じてインスリン抵抗性と T2D の病因において中心的な役割を果たしていることが示唆されています。

T2D の予防と治療における定期的な運動の重要な役割は確立されています。 T2Dの管理と予防における運動の利点のほとんどは、骨格筋への適応を通じて実現され、その結果、インスリン作用の急性および慢性の改善が引き起こされます。 運動には抗炎症効果もあります。 新たな証拠は、運動が GM 組成を改善することによって T2D に好影響を与える可能性があることを示唆しています。 定期的な運動の最も期待できる効果は、より多様な GM を生成し、病原性細菌群集を減少させ、SCFA 産生細菌を増加させることにより、GM がより健康な微生物組成に変化することです。 しかし、これまでのところ、この分野での研究は限られた数しか存在していないため、T2D 患者の GM 構造および機能に対する運動の影響はほとんど理解されていません。

予備的な検出力分析 (確率誤差 0.05、統計検出力 80%) によると、試験間の統計的に意味のある変化を検出するには、1 グループあたり 8 ～ 10 人の参加者というサンプル サイズが適切であると考えられました。 したがって、60 人以上の中年者が研究に参加する資格があるかどうか評価されます。 この研究は、並行してランダム化された制御された設計で実施されます。 参加者は主に研究手順、利点と考えられるリスクについて知らされ、研究参加のためのインフォームドコンセントフォームにも署名します。 すべての資格のある個人は、空腹時血糖、グリコシル化ヘモグロビン (HbA1c)、および空腹時血漿インスリンを測定するために血液サンプルを提供し、血糖プロファイルを測定するために経口ブドウ糖負荷試験 (OGTT) を受けます。正常耐糖能 (NGT) の個人、前糖尿病 (前 D) の個人、または 2 型糖尿病 (T2D) の個人として特徴付けられます。 身体活動レベルは、国際身体活動アンケート (IPAQ) によっても評価されます。 その後、耐糖能の各段階の参加者は、プレDおよびT2Dの人向けのガイドラインに従って、定期的に有酸素運動とレジスタンス運動を組み合わせた12週間を行うか、または12週間座ったままでいるかのいずれかにランダムに割り当てられます。 したがって、6 つの介入グループは次のようになります: i) NGT グループ (NGTG)、NGT 個人 – 運動なし、ii) NGT 運動グループ (NGTG+Ex)、トレーニングおよびトレーニング解除に参加する NGT 個人、iii) Pre-Dグループ (pre-DG)、pre-D の個人 - 運動なし、 iv) pre-D 運動グループ (Pre-DG+Ex)、トレーニングとディトレーニングに参加する pre-D の個人、 v) T2D グループ (T2DG)、 T2D 個人 - 運動なし、および vi) T2D 運動グループ (T2DG+Ex)、トレーニングおよび脱トレーニングに参加する T2D 個人。 条件のランダム化は、インターネット (Random.org) で入手可能なランダムな整数を生成するソフトウェアによって行われます。

ベースライン測定は、テッサリア大学体育スポーツ学部の運動生化学・生理学・栄養学研究室 (SmArT Lab) で行われます: 生理学的測定 (安静時心拍数、安静時収縮期および拡張期血圧、安静時代謝率) 、人体測定的特徴（身長、体重、BMI）、体組成（体脂肪量、除脂肪体重、脂肪量、骨密度）、筋パフォーマンス[有酸素能力（VO2max）、下肢の等速性筋力（膝伸筋および膝屈筋の等尺性、同心性および偏心性トルク）、握力、筋力（反動ジャンプ）]。 さらに、参加者は、GM 組成および GM 代謝物 [短鎖脂肪酸 (SCFA)] を測定するために糞便を提供するほか、全血球数 (CBC)、全身性炎症 [腫瘍壊死因子α( TNF-α)、インターロイキン 6 (IL-6)、C 反応性タンパク質 (CRP)、ゾヌリン、リポ多糖結合タンパク質 (LBP)]、血液酸化還元状態 [総抗酸化能 (TAC)、カタラーゼ (CAT)、タンパク質カルボニル(PC)、還元型グルタチオン (GSH)、酸化型グルタチオン (GSSG)、GSH/GSSG 比、マロンジアルデヒド (MDA)、尿酸、ビリルビン]、および脂質プロファイル [総コレステロール (CHO-T)、低比重リポタンパク質 (LDL) 、高密度リポタンパク質（HDL）、トリグリセリド（TG）]。 さらに、参加者は最初の実験条件に参加する前に 7 日間の回想を通じて自分の食事を記録し、食事データが分析されます。 上記の測定はすべて、12 週間の運動介入後、および 4 週間のディトレーニング期間後に繰り返されます。 通常のエクササイズに割り当てられる参加者は、VO2max を除き、各参加者のエクササイズ プログラムの強度を決定するために、主要な筋肉群の最大筋力の推定がさらに行われます。有酸素能力と筋力の測定は、運動プログラムの必要な強度調整のために、定期的な運動の 4 週間後にも繰り返されます。