제2형 당뇨병의 운동 능력 및 훈련 능력(EXTRA-T2D) (EXTRA-T2D)

제2형 당뇨병(T2D)은 노화가 가속화되는 상태로 간주되는 노화 관련 질병입니다. 이는 실제로 삶의 질을 실질적으로 손상시키는 노인의 복합상병, 노쇠 및 신체적 장애와 관련이 있을 뿐만 아니라 급성 및 특히 만성 합병증의 발생으로 인한 수명 단축과 관련이 있으며, 그 중 가장 중요한 것은 심혈관 질환(CVD)입니다. ).

노화 및 연령 관련 질병의 불리한 결과를 예측할 수 있는 운동 능력 감소. 신체 활동 부족 및 좌식 행동은 일반 인구 및 당뇨병 환자의 모든 원인 및 CVD 이환율 및 사망률 증가와 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 심폐 및 근력은 모두 독립적인 사망 예측인자이며 증가된 비만을 적어도 부분적으로 보상하는 것으로 나타났습니다. 특히, 운동능력이나 내성(tolerance), 즉 개인이 지속할 수 있는 최대 신체활동량은 기존의 심혈관질환 위험인자를 넘어서는 사망률을 예측하는 것으로 나타났으며, 무증상 고령자 또는 T2D와 같은 만성 장애로 고통받는 사람들. 그것은 심폐 운동 테스트로 평가할 수 있으며 일반적으로 최대 파워 출력(PPO 또는 최대 작업) 또는 최대 산소 소비량(VO2peak)으로 측정됩니다. 또한 개인의 유전적 배경에 따라 다르지만 체력/운동 능력의 수준은 주로 신체 활동량(PA)에 의해 결정되므로 일반 인구 및 T2D 환자에게 권장되는 사항은 감소(및 휴식) PA와 독립적으로 해로운 영향을 미치는 좌식 시간. 제2형 당뇨병 환자의 경우 PA/운동은 전반적인 건강상의 이점을 제공할 뿐만 아니라 우리 그룹에서도 보여주듯이 포도당 조절, CVD 위험 요인 및 웰빙을 개선하는 데 효과적입니다.

여러 연구에서 T2D 환자가 비당뇨병 환자에 비해 운동 능력이나 내성이 감소한 것으로 나타났지만, 다른 보고서에서는 특히 혈당이 잘 조절된 경우 결함을 보여주지 못했습니다. 손상된 운동(유산소) 능력의 기본 메커니즘을 조사한 연구에서는 (a) 동맥혈에 산소를 공급하는 폐의 능력에 이상을 보고했습니다. (b) 순환 요구를 충족시키기 위한 심장 및 혈관계; 및 (c) 산소를 추출하기 위한 말초 조직. 특히, 환기 효율 감소, 말초 산소 추출 감소, 심박수 조절 장애 및 낮은 혐기성 역치가 비당뇨병 환자와 비교하여 T2D 개인에서 나타났습니다. 또한 T2D 환자는 근육 피로도가 증가한 신경근 손상을 보였다. 우리 그룹은 아이소 메트릭 및 동적 근력 및 지구력의 감소를 보여줌으로써 T2D의 신경근 기능 장애를 특성화하는 데 기여했습니다.

노화된 T2D 인구에서 운동 능력이 낮은 이유는 불분명합니다.

그러나 대부분의 기존 연구의 단면 설계로 인해 T2D 환자의 운동 능력이 낮은 이유는 아직 명확하지 않습니다. 한편으로, 이러한 개인은 질병 발병의 위험 요인으로서 알려진 신체 활동 부족 및 좌식 행동의 역할과 일치하는 여러 보고서에 나타난 바와 같이 비당뇨병 환자보다 덜 운동할 수 있습니다. 반면에 T2D 환자는 고혈당증의 영향으로 인해 운동 훈련에 덜 반응할 수 있습니다(훈련 가능성 감소). 이러한 영향에는 HbA1c 수준의 개선 시 적어도 부분적으로 가역적인 몇 가지 결손이 있는 불량한 혈당 조절의 급성 영향과 명백한 합병증이 시작되기 전에 발생하는 환기, 심폐 및 신경근 기능의 미묘한 손상과 함께 고혈당증의 만성 결과가 포함됩니다. 감소된 운동 능력과의 관계는 잘 확립되어 있습니다. 또한, VO2 피크의 감소는 T2D 개인의 1차 친척 대 정확하게 일치된 대조군에서 관찰되었으며, 이는 T2D에 걸리기 쉬운 유전적 배경의 가능한 역할을 제안합니다. 운동 능력 및 훈련 가능성 감소에 관여할 수 있는 또 다른 메커니즘은 T2D 및 대사 증후군 환자를 특징짓는 만성 저등급 염증이며, 우리 그룹에서 나타난 바와 같이 이들 개인을 운동 훈련 프로그램에 참여시킴으로써 잠재적으로 대응할 수 있습니다.

손상된 운동 능력과 감소된 훈련 능력은 노화, 심장 대사 장애 및 신체 장애의 초기 지표로 간주될 수 있습니다. 따라서 운동 능력과 심폐 및 신경근 결정 요인을 평가하면 불리한 결과를 예측하고, 맞춤형 훈련 개입을 설계 및 구현하는 데 도움이 되며, 고령자 및/또는 T2D가 있는 개인의 치료 전략 효과를 평가하는 도구 역할을 할 수 있습니다.

2. 목표

이 프로젝트는 다음을 명확히 하기 위해 T2D 환자의 훈련 가능성을 평가하는 것을 목표로 합니다.

ㅏ. 감소된 운동 능력이 손상된 반응(훈련 가능성) 또는 훈련 준수 감소로 인한 것인지 여부; 비. 관련된 메커니즘과 훈련 가능성을 예측하는 호흡기, 심혈관, 신경근, 염증, 호르몬 및 대사 매개 변수입니다.

3. 설계 및 방법

3.1 설계 이것은 "제2형 당뇨병(EXTRA-T2D)의 운동 능력 및 운동 능력"이라는 제목의 제2형 당뇨병과 비당뇨병 환자를 비교하는 단일 센터, 공개 라벨, 종적 개입 연구입니다.

참가자는 다음에 참여합니다.

1. 반응(및 혈당 조절의 영향)을 평가하기 위한 6개월 감독 하의 에어로빅 및 근력 훈련 프로그램;
2. 훈련 후 6개월 후속 조치로 순응도(및 훈련 해제의 영향 가능성)를 평가합니다.

측정은 기준선(T0), 6개월 교육 종료 시점(T1) 및 6개월 교육 후 후속 조치 종료 시점(T2)에 수행됩니다.

등록 시 참가자는 전체 12개월 기간 동안 일상 생활 활동을 모니터링할 수 있는 가속도계와 활동 일지를 받게 됩니다. 이러한 각 시점에서 참가자는 PA, 운동 장벽, 건강 관련 삶의 질(QoL) 및 심리적 웰빙 평가를 위한 설문지를 받게 됩니다. 그런 다음 그들은 로마 대학 "Foro Italico"의 운동 생리학 실험실에서 1-3일, Sant'Andrea 대학 병원(로마 대학 "La Sapienza" ").

1일차에는 가속도계와 설문지를 수집하고 참가자는 휴식 시 인체측정학적 매개변수와 환기 및 심폐 기능을 평가한 다음 최대 전력 출력(PPO ) 및 운동에 반응하는 환기 및 심폐 기능.

2일차에는 이전에 제안된 대로 램프 테스트가 반복되어 훈련 가능성 평가에서 참가자 내 일상 변동성을 분할합니다.

3일차에 참가자들은 신경근 검사를 실시합니다. 4일차에 참가자는 일상적인 생화학 검사와 혈액 샘플 수집, 심장 및 근육 자기 공명 영상(MRI)(T0 및 T1에서만)을 받게 됩니다.

3.1.1. 참가자 이 연구는 제2형 당뇨병 환자 24명, 여성 12명, 남성 12명, 연령 및 성별이 일치하는 비당뇨병 지원자 24명을 대조군으로 등록합니다.

합병증의 부재는 정상 ECG, 경동맥 및 하지 도플러 초음파, 눈안저, 알부민뇨, eGFR, 생체측정계에 의해 측정된 진동 지각 역치에 기초하여 평가될 것이다. 비당뇨병 참가자에 대한 추가 기준은 정상적인 ECG, 경동맥 및 하지 도플러 초음파, 알부민뇨 및 eGFR을 기반으로 평가한 CVD 및 신장 질환의 부재입니다.

3.1.2. 모집 T2D 환자는 Sant'Andrea University Hospital(University of Rome "La Sapienza")의 외래 당뇨병 클리닉에서 모집됩니다. 위의 기준을 충족하는 환자는 당뇨병 전문의에 의해 식별되고 사전 동의서에 서명하도록 요청되며 안정시 ECG 및 임상적 판단에 따라 심초음파 및/또는 ECG 트레드밀을 포함한 심혈관 평가를 위한 심장 검사를 받게 됩니다. 시험 참여를 위한 승인을 얻기 위해 테스트합니다.

비당뇨 자원봉사자는 Sant'Andrea University Hospital의 내분비학과에 다니는 비당뇨병 환자와 Sant'Andrea University Hospital(University of Rome "La Sapienza") 및 University of Rome의 대학 직원 중에서 모집될 것입니다. 포로 이탈리코".

3.1.3. 개입 T2D 환자와 비당뇨병 대조군 모두 로마 대학 재단의 스포츠 및 신체 운동 의학 센터의 체육관 시설에서 6개월 감독 운동 훈련 프로그램을 수행합니다. , Technogym(이탈리아 체세나)이 이탈리아 당뇨병 학회의 요청에 이 프로젝트에 참여한 두 장치를 공동으로 적용한 결과 로마 대학 "Foro Italico"에 기증한 신개념 기계.

프로그램은 워밍업 5분, 지구력 운동 30분, 저항 운동 30분, 유연성 운동 5분, 정리 운동 5분으로 구성되어 주당 75분씩 2회기로 구성됩니다. 훈련 부하는 각 훈련 세션 동안 CR-10 RPE(Rating of Perceived Exertion) 척도와 NASA 작업 부하 지수 척도로 모니터링됩니다.

30분간의 지구력 운동 시합은 사이클 에르고미터(Excite Live Run, Technogym S.p.A.)에서 파워 출력을 기록하는 동시에 웨어러블 장치(Howdy Senior, ComfTech, Monza, Italy)로 호흡 빈도(fR) 및 심박수를 측정합니다. 그리고 RPE. 작업 속도는 한판 승부가 끝날 때 5/10의 RPE를 목표로 하는 증분 테스트에서 PPO의 50%로 초기에 설정되므로 이 목표에 도달하기 위해 세션 내에서 전력 출력을 조정할 수 있습니다. 운동 강도 진행을 조정하고 fR, HR 또는 RPE의 변화를 평가하기 위해 최대 이하 증분 테스트도 매달 수행됩니다. 시작 전력 출력은 30W로 설정되고 실험 테스트에서 달성된 HR 피크의 85%에 도달할 때까지 분당 10W씩 증가합니다.

30분 저항 운동 시합은 전자 제어 저항 훈련 기계(Biostrength, Technogym) 사용을 포함하여 큰 근육 그룹을 포함하는 8~10개의 운동으로 구성되며, 움직임 실행을 실시간으로 안내할 수 있는 센서가 장착되어 최대 역학 측정이 가능합니다. 힘(최대 1회 반복, 1RM), 원시 기계 데이터의 훈련 후 추출. 트레이닝 프로그램 시작 시 참가자는 레그 프레스, 체스트 프레스 및 로우 로우 바이오스트렝스 라인 머신을 사용하여 1RM의 60%로 12회 반복 3세트를 수행합니다. 3대의 기계에 대한 1RM 테스트는 2주마다 반복되어 그에 따라 60% 목표를 변경합니다.

당뇨병 참가자의 경우 혈당 변화를 각 훈련 세션 전, 도중 및 후에 혈당 측정기를 통해 모니터링하여 환자가 운동 세션을 수행할 준비가 되었는지 또는 탄수화물 통합 또는 치료 조정이 필요한지 여부를 결정하여 훈련 중 부작용을 방지합니다. 세션 및 다음 6-48시간(예: 저혈당 사건).

3.1.4. 결과 측정 일차 종료점은 지구력 운동 능력의 변화, 즉 PPO입니다. 2차 종점에는 환기, 심폐, 신경근 및 염증 매개변수의 변화가 포함됩니다. 인체 측정, 신진 대사 및 (남성만 해당) 호르몬 매개 변수, 운동 준수 및 장벽, 건강 관련 QoL 및 심리적 웰빙도 평가됩니다.

이러한 결과는 전체 코호트에서 평가되어 전반적인 훈련 가능성을 평가하고, 여성 대 남성을 개별적으로 평가하고, 성별 차이를 평가하고, 각 개인에서 위험에 처한 환자를 식별합니다.

3.2. 측정 3.2.1. 1차 종점 운동 능력은 가장 가까운 초 단위로 등록된 램프 증분 테스트 종료 시 달성된 PPO로 측정됩니다. 이 테스트는 로마 대학교 "Foro Italico"의 운동 생리학 실험실에서 전자기 브레이크가 장착된 사이클 에르고미터(Lode Excalibur Sport, Groningen, the Netherlands)에서 수행됩니다. 20W에서 기준 페달링 2분 후, 작업 실패(즉, 10초 이상 동안 70rpm에서 페달링 케이던스를 유지할 수 없음)까지 전력 출력이 1W/s(20W/min) 증가합니다. 참가자는 대사 카트(Quark PFT, Cosmed, Rome, Italy)로 측정한 응답에 대한 케이던스의 잠재적 혼란 효과를 제거하기 위해 램프 테스트 전체에서 이 케이던스를 유지해야 합니다. T1에서 증분 테스트의 평균 PPO와 T0에서 두 증분 테스트의 평균 PPO(ΔPPO)의 백분율 차이로 단일 참가자에 대한 훈련 가능성을 측정합니다. 그런 다음 T2D 및 대조군 모두의 ΔPPO를 계산하고 각 그룹의 단일 참가자의 ΔPPO를 평균하여 비교합니다.

3.2.2. 이차 종점 환기 기능

다음 매개변수는 로마 대학 "Foro Italico"의 운동 생리학 실험실에서 수행되는 램프 증분 테스트의 끝에서 측정됩니다.

1. 호흡수(fR);
2. 인지된 노력 및 호흡곤란, 램프 동안 매분 평가환기 변수와 함께 증분 테스트;
3. 증분 운동 중에 얻은 이산화탄소 출력 기울기에 대한 분 환기(V̇E)로 측정된 환기 효율;
4. 일산화탄소(DLCO) 및 관련 하위 구성요소에 대한 휴식 폐 확산 용량(즉, 폐 모세관 부피 및 폐포 모세관 막 확산 용량)
5. 강제 폐활량 및 폐 기능(최대 환기, 폐용적, 최대 흡기압 및 최대 호기);
6. 환기 흐름 형태. 심폐 기능

다음 매개변수는 로마 대학 "Foro Italico"의 운동 생리학 실험실에서 수행되는 램프 증분 테스트의 끝에서 측정됩니다.

1. V̇O2peak;
2. 환기 역치(첫 번째 및 두 번째)
3. 대사 효율, V̇O2-일률 기울기;
4. 시험 중 HR 피크에서 시험 종료 후 1분의 HR 값을 빼서 계산된 HR 및 HR 회복(HRR);
5. V̇O2/HR 비율로서의 산소 펄스;
6. 대사 카트와 통합된 자동 기계로 증분 테스트 전, 도중 및 후에 측정된 혈압;
7. 교감신경 및 부교감신경 기능의 지표인 HR 가변성(HRV). 신경근 기능 참가자는 로마 대학의 운동 생리학 실험실 "Foro Italico"에서 다양한 신경근 테스트를 수행하여 무릎 신근의 신경근 기능을 종합적으로 평가하는 동시에 외측광근(VL) 및 내측광근(VM)의 힘 및 HDsEMG 활동을 측정합니다. ) 우세한 사지. 최대 아이소메트릭 힘, 지속적인 수축, 힘의 사다리꼴 변화 및 근지구력에 대한 테스트가 수행됩니다.

다음 기능이 추출됩니다.

1. 근력과 지구력;
2. 신경 드라이브;
3. 신경 드라이브의 소스;
4. 모터 유닛 전도 속도(MUCV);
5. 근육 섬유 전도 속도(MFCV);
6. 신경근 효율;
7. 피로의 신경근 증상;
8. MU 채용 및 채용 전략;
9. 포스 꾸준함. 심장 및 근육 MRI 심장 및 근육 MRI는 GE Signa 1.5 Tesla(GE 헬스케어, 밀라노, 이탈리아).

심장 MRI에서 좌심실(LV) 및 우심실(RV) 이미지를 얻어 다음을 측정합니다.

1. LV 및 RV 질량;
2. 확장기 말기 및 수축기 말기 용적;
3. 스트로크 볼륨;
4. 분출률;
5. 심 박출량.

허벅지 MRI에서 다음 매개변수가 평가됩니다.

1. 근육 단면적;
2. 근육내 지방;
3. 근육 밀도. 염증 프로파일링 다음 사이토카인은 T0, T1에서 맞춤형 분석(Bioplex, Bio-Rad Lab)을 사용하여 다중 생체 인식 ELISA 기반 면역분석으로 로마 대학 "라 사피엔자" 중개 및 정밀 의학과에서 이중으로 분석됩니다. 및 T2: 인터루킨(IL)-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-12p70, 인터페론(IFN)-γ 및 종양 괴사 인자(TNF)-α. 혈청 샘플은 수석 연구원의 실험실에서 분석됩니다.

노화와 T2DM은 남성 성선기능저하증 및 시상하부-뇌하수체-부신 축의 변화와 관련이 있기 때문에 성선 및 부신 스테로이드는 실험 의학부에서 T0, T1 및 T2에 있는 남성 참가자의 혈액 및 타액 샘플에서 분석됩니다. University of Rome "La Sapienza"는 최근에 검증된 사내 방법론을 사용하여 최대 18개의 스테로이드를 동시에 평가할 수 있습니다. 혈액 및 타액 샘플은 로마 사피엔자 대학교 실험 의학과 Gianfrilli 교수에게 보내져 이러한 분석을 담당하게 됩니다.

대사 매개변수: 공복 혈당, 인슐린, 트리글리세리드, 총 콜레스테롤, HDL 및 LDL 콜레스테롤 및 (T2D 환자만 해당) HbA1c는 모든 참가자의 Sant'Andrea University Hospital(University of Rome "La Sapienza")의 실험실 단위에서 평가됩니다. T0, T1 및 T2.

인체 측정 매개변수: 인체 측정 특성(BMI 계산 시 체중 및 신장, 허리-엉덩이 비율, 허리-신장 비율 및 체형 지수[ABSI] 계산 시 허리 및 엉덩이 둘레) 및 체성분(by 생체 임피던스 분석)은 모든 참가자에서 평가됩니다.

운동 준수 및 장벽: 12개월의 실험 기간 동안 각 참가자에게는 손목에 착용하는 3축 가속도계(GENEActiv, Activinsights, 영국 케임브리지셔)가 제공되고 활동 일지를 작성하여 일상 활동을 등록하도록 요청받습니다. 또한 참가자는 짧은 형식의 국제 신체 활동 설문지 이탈리아어 버전을 작성해야 합니다. 운동에 대한 인식된 장벽은 또한 신체 활동 설문지에 대한 자가 인식 장벽을 사용하여 평가됩니다. 참가자는 이탈리아 버전의 SF-36 건강 설문 조사와 WHO-5 설문지로 건강 관련 QoL과 심리적 웰빙을 각각 평가받게 됩니다.

3.3 통계 분석

G*power 3.1.9.2 소프트웨어를 사용하여 샘플 크기 추정을 위해 선험적 전력 분석을 수행했습니다. T2D와 건강한 개인 사이의 훈련 가능성의 차이를 보고하는 연구의 부족을 감안할 때, 우리는 PPO의 잠재적인 차이의 효과 크기를 과대 평가하지 않도록 주의했습니다. 따라서 다음 입력 정보와 함께 작은 효과 크기(즉, 0.25)가 계산에 고려되었습니다.

• 통계적 테스트: ANOVA 반복 측정, 상호작용 사이;
• α 값: 0.05;
• 1-β: 0.8;
• 그룹: 2;
• 측정치: 2;
• 반복 측정 간의 상관관계: 0.7. 그 결과 예상 표본 크기는 그룹당 22명의 참가자였지만 10% 미만을 고려하여 그룹당 24명의 참가자를 모집할 예정입니다.

T2D 환자와 비당뇨병 대조군 간의 운동 능력 차이를 평가하기 위해 1차 종점(PPO) 및 2차 종점(환기, 심폐 및 신경근 매개변수)의 기준선(T0) 값을 비교합니다.

T2D 환자와 비당뇨병 대조군 간의 훈련 가능성의 차이를 평가하기 위해 1차 종점 및 2차 종점에서 기준선(T1-T0)의 변화를 비교합니다.

T2D 환자와 비당뇨병 대조군 간의 순응도 차이를 평가하기 위해 1차 종점과 2차 종점에서 훈련 종료(T2-T1)의 변화를 비교합니다.

짝이 없는 스튜던트 t 테스트 또는 Mann-Whitney U 테스트는 각각 모수 및 비모수 변수에 사용됩니다.

또한, Spearman's rho에 의한 일변량 상관관계 및 다변량 선형 회귀 분석을 사용하여 운동 능력(즉, 훈련 가능성)의 기준선에서 변화의 상관관계를 식별합니다.