당뇨병 전단계 성인의 아침 및 저녁 운동이 혈당 조절에 미치는 영향 조사 (TExIS)

참가자 모집, 선별 및 무작위화. 참가자(n=20, 여성=10)는 캠퍼스 이메일과 전단지를 사용하여 University of Colorado Denver Anschutz Medical Campus(CU AMC) 및 주변 Denver Metro 지역에서 모집됩니다. 초기 자격 기준을 충족하는 자원봉사자는 선별 검사실(갑상선 자극 호르몬(TSH), 전체 혈구 수치(CBC), 종합 대사 패널(CMP), 지질 패널, 당화혈색소(A1c), 여성의 소변 임신 검사(베타 인간 융모막 성선 자극 호르몬), 12유도 심전도(ECG), 병력 검토, 의사 또는 전문 진료 제공자와의 신체 검사. 잠재적인 참가자는 신체 활동 준비 설문지(PAR-Q)를 작성하여 운동 금기 사항을 추가로 검사하게 됩니다. 38 또한 잠재적 참가자는 WatchPat(이스라엘 Itamar Medical)을 사용하여 폐쇄성 수면 무호흡증에 대한 검사를 받게 되며 무호흡 저호흡 지수 점수 > 5는 전신 대사에 상당한 영향을 미치므로 제외됩니다. WatchPat은 말초 동맥 긴장도, 맥박 산소 측정기, 심박수, 가속도계 및 코골이 감지기의 조합을 사용하여 호흡 노력 관련 각성을 측정하고 검증되었습니다. 39,40 아래 연구 자격 기준을 충족하는 참가자는 교차 연구에서 AM-Ex 또는 PM-Ex를 먼저 완료하기 위해 1:1 비율(성별 계층화)로 블록 무작위 배정됩니다.

연구 프로토콜 및 평가. 이번 연구는 CU AMC 안슈츠 보건복지센터(AHWC)와 CU AMC 임상중개연구센터(CTRC)에서 수행될 예정이다. AHWC 및 CTRC에 대한 자세한 내용은 시설 및 기타 리소스를 참조하세요. 참가자는 기준선에서 그리고 각 운동 조건을 완료한 후 다시 평가를 받게 됩니다.

오전 및 오후 운동 조건을 감독합니다. 참가자는 3일간의 유산소 운동 조건을 완료하게 됩니다(참고: 1회의 운동으로 멜라토닌이 전환되는 것으로 나타났습니다). 운동은 하루 45분 동안 연령 예측 MHR의 70%로 수행됩니다. 개별 참가자의 운동 시간 창은 개인의 습관적인 기상 시간(액티그래피로 측정)으로 정의되며, AM-Ex는 습관적인 기상 시간 후 0~3시간에 발생하고 PM-Ex는 9~12시간에 발생합니다. 이러한 시간 창은 여러 가지 이유로 아침과 저녁을 정의하기 위해 선택되었습니다. 첫째, 전통적인 근무일 동안 대부분의 성인은 근무일 전이나 근무일 이후 잠자리에 들기 전에 운동을 합니다. 둘째, 이러한 시간 창은 SI와 멜라토닌의 일주기 패턴이 가장 명확하고 일관성이 있는 것으로 입증되었습니다. 13,35 운동 세션은 AHWC의 런닝머신에서 수행되며 연구 직원의 감독을 받습니다. 목표 강도 달성을 보장하기 위해 HR 모니터(Polar H10)를 착용합니다. 세션 시간(시간), 기간 및 평균 강도가 각 세션에 대해 기록됩니다. 운동 세션은 SI에 대한 훈련 효과를 최소화하고 월경 주기 단계를 설명하기 위해 3~4주간의 휴약 기간으로 구분됩니다. 월경 단계에 따라 SI가 달라지는 것으로 나타났기 때문입니다.

식이요법. 각 조건에서 참가자는 약 50% 탄수화물, 30% 지방, 20% 단백질로 구성된 균형 잡힌 식단을 섭취해야 합니다. 다음날 인슐린 클램프 시험에서 다양한 식사 구성의 영향을 줄이기 위해 통제된 식단을 선택하여 표준화된 자유 생활일을 CGM을 통해 검사할 수 있었습니다.

평가. 모든 측정은 기준선과 각 운동 조건 후에 수행됩니다.

인슐린 민감성(고인슐린혈증-정상혈당 클램프): 원래의 포도당 클램프 검증 연구에서 파생된 프로토콜입니다. 45 12시간 동안 밤새 금식한 후 참가자는 습관적으로 깨어 있는 시간 1시간 후에 CTRC에 도착하고 기준선 활력 징후와 모세혈관 혈당을 측정합니다. 두 개의 IV가 간호 직원에 의해 반대편 팔에 배치됩니다. 하나는 전주 정맥에, 다른 하나는 손목에 배치됩니다. 인슐린(42 단위/700mL NS 농도)은 40mU/m2/분으로 시작하고 포도당 20% 용액도 시작하고 모세혈관 혈당을 90ng/dL로 유지하도록 적정합니다. 저칼륨혈증을 예방하기 위해 인산칼륨(5mmol/100mL NS)도 4mL/hr로 실행됩니다. 정상혈당증 100분 후, 모세혈관 혈당과 혈청 인슐린을 10분마다 x3 채취합니다. 120분에 혈청 포도당, 인슐린, 트리글리세리드, FFA, 글리세롤 및 젖산염을 채취하고 인슐린 주입을 중단하며 환자에게 식사를 제공합니다. 식사 후 30분 동안 포도당 투여를 중단하고 퇴원할 때까지 참가자의 저혈당증을 모니터링합니다. SI는 앞에서 설명한 공식을 통해 포도당 주입 속도, 요로 포도당 손실 및 공간 보정을 사용하여 계산됩니다.

자유 생활 평균 혈당, 범위 내 시간(TIR) ​​및 혈당 변동성(연속 혈당 모니터): 연속 혈당 모니터링 시스템(CGM; FreeStyle Libre Pro; Abbott Industries, Chicago, IL, USA)은 첫 번째 날에 배치됩니다. 기준선 및 운동 조건. 연구 참가자는 장치를 유지 관리하는 방법에 대한 교육을 받게 됩니다. 참가자는 5일 동안 모니터를 착용하고 사후 방문 시 장치를 반납합니다(1일부터 5일까지 장치가 제자리에 있음). 간단히 말하면, 탈착식 소개 바늘을 사용하여 참가자의 팔 피부 바로 아래에 센서를 45° 각도로 삽입합니다. 작고 유연한 전극이 남겨져 5일 동안 피부에 박혀 있게 됩니다. 삽입이 빠르고 불편함이 거의 없습니다. 참가자의 간질액 포도당은 센서의 포도당 산화효소 층과 반응하여 디지털 수신기에 의해 기록되는 전기 신호를 생성합니다. 시스템은 15분마다 평균 포도당 값을 저장하며 참가자는 모든 포도당 데이터를 볼 수 없습니다. 모든 포도당 데이터는 스캐닝 리더를 통해 검색되며, 이는 장치를 제거하기 전에 활용됩니다.

타액 희미한 빛 멜라토닌 오프셋(DLM-Off): 참가자는 연구 기간 동안 일반의약품이나 멜라토닌 함유 제품 또는 보충제를 피하도록 지시받게 됩니다. DLM-Off 테스트 전날 참가자는 카페인, 알코올, 마리화나, 비스테로이드성 항염증제를 피하고 처방된 식단을 따르도록 지시받습니다. DLM 끄기 테스트 전날 저녁에는 빛 차단 고글, 타액 수집 튜브 1개, 샘플 로그 및 펜을 침대 옆에 놓고 다음날 아침 습관적으로 일어나는 시간에 알람을 설정하도록 지시받습니다. DLM-Off 컬렉션 당일 아침 참가자들은 침대에 누워 즉시 차광 고글을 착용합니다. 잠에서 깨어난 지 5분 후에 참가자들은 침대 옆에 있는 튜브에서 첫 번째 타액 샘플을 수집하고 시간을 기록합니다. 타액 채취는 5분 이내에 완료됩니다. 이 튜브는 냉동고에 보관되며 참가자는 얼음 위에 담아 CTRC로 운반합니다. 빛이 통제되는 방에 있는 CTRC에 도착할 때까지 빛 차단 고글을 착용합니다. 타액 샘플은 깨어난 후 1~5시간 동안 연구 직원이 매시간 수집합니다.

혈청 AM 코르티솔: 상태 후 방문을 위해 CTRC에 도착하고 고인슐린혈증-정상 혈당 클램프(위 참조)를 위한 IV 배치 후 인슐린 주입이 시작되기 전에 AM 혈청 코르티솔에 대한 혈액 샘플을 채취합니다.

장치 측정 신체 활동(PA) 및 좌식 행동(SB): 각 조건에서 PA 및 SB는 activPAL(PALTechnologies: 스코틀랜드 글래스고) 활동 모니터를 사용하여 측정됩니다. activPAL은 상태 1일차에 참가자에게 제공되며 상태 후 방문 시 반환됩니다. activPAL은 허벅지 위치에 대한 가속도계에서 파생된 정보를 사용하여 다양한 신체 자세(예: 앉기/눕기, 서기 및 걷기)에서 보낸 시간을 추정하는 작고 가벼운(53 x 35 x 7mm) 장치입니다. 이 장치는 비알레르기성 접착 패드를 사용하여 부착하고 허벅지 중앙선, 즉 엉덩이와 무릎 사이의 1/3 지점에 위치하며 PA 및 SB의 객관적인 척도로 검증되었습니다.

수면 시간, 수면의 질 및 수면 타이밍(손목 액티그래피, 설문지): 손목 액티그래피(Actiwatch, Philips Respironics)는 수면 시간 및 품질 평가에 대해 잘 검증되었으며 자유 생활 수면 평가에 일반적으로 사용됩니다48. Actiwatch는 5일 연속으로 자주 사용하지 않는 손목에 착용됩니다. Actiwatch를 사용하여 수면을 평가하는 것 외에도 참가자는 동일한 5일 동안 수면 일기를 작성해야 합니다. 수면 일기에는 취침 시간, 기상 시간, 주간 낮잠, 수면의 질 평가가 포함됩니다. 주간 졸음은 Epworth 졸음 척도(ESS)를 사용하여 평가됩니다. ESS는 지난 7일 동안의 주간 졸음에 대한 유효한 측정값을 제공합니다.

크로노타입: 개별 크로노타입은 아침-저녁 설문지(MEQ)를 사용하여 기본 방문 시 측정됩니다.

월경 추적: 월경 참가자의 경우 선별 방문 시 월경 이력을 수집하고 각 질환이 발생하기 전에 소변 임신 검사를 통해 임신 여부를 판단합니다. 성적으로 활동적인 개인은 연구 프로토콜 기간 동안 피임법을 사용해야 합니다. 각 측정값(기준선, 조건 1, 조건 2)은 28일 간격으로 구분되므로 대부분의 월경 참가자의 월경 주기에 맞춰집니다. 월경 참가자는 월경 주기 1일차에 시작하는 운동 처방과 함께 난포기 동안 평가를 받게 됩니다.

분석 계획 전력 계산 우리의 표본 크기와 전력 추정치는 나이든 여성의 SI에 대한 빠른 걷기의 효과를 조사한 유사한 연구를 기반으로 했습니다. 이 2x2 교차 설계에 대해 양측 쌍 t-검정으로 80% 검정력을 달성하려면 표본 크기 n=20이 필요합니다. 이 검정력 추정치는 포도당 청소율(Rd)의 평균 차이가 412μmol/min이고 쌍 차이의 표준 편차가 626.2μmol/min인 것으로 가정합니다. 유의수준은 0.05이다. 20%의 탈락률을 예상하고 25명의 피험자를 등록하여 모든 조건을 완료한 20명의 피험자의 최종 표본 크기를 얻습니다.

목표 1 및 2에 대한 통계 분석은 SAS 9.4 소프트웨어(SAS Institute, Inc(Cary, NC, USA))를 사용하여 수행됩니다. 통계 분석 결과의 해석 및 보고에 대한 기존 접근 방식이 사용됩니다(양측 p-값 및 95% 신뢰 구간, 모든 가설 테스트에 0.05의 유의 수준이 사용됨). 1차 비교는 다양한 운동 조건에 따른 SI(운동 - 기준선)의 변화입니다. SI, 혈당 변동성, DLM 중단 시기, 혈청 코르티솔 최고치 및 상쇄, 빛 노출, 비운동 신체 활동, 앉아 있는 시간, 수면 지속 시간/시기, 수면의 질/주관적 졸림의 잠재적인 변화를 탐구합니다. 그룹 내 변경 사항은 정규 분포 데이터에 대한 양측 쌍 t-검정을 사용하여 분석됩니다. 연속 변수는 정규성을 평가하고 비정규 분포 데이터에는 변환을 활용합니다. 그룹 간 차이점은 정규 분포 변수에 대한 반복 측정 ANOVA를 사용하여 탐색됩니다. 타당성 및 수용성 결과에 대한 요약 통계가 계산됩니다.