Cellulaire aanpassingen aan training bij patiënten met diabetes type 2 (TrainAiD)

Achtergrond en doel

Lichamelijke training kan de metabole gezondheid verbeteren bij patiënten met insulineresistentie en/of diabetes type 2 (T2D). De cellulaire en moleculaire veranderingen die ten grondslag liggen aan de verbeteringen in de metabole gezondheid zijn multifactorieel en worden slechts ten dele begrepen, maar omvatten hoogstwaarschijnlijk aanpassing op meerdere organen, waaronder verbeteringen in de opname van glucose in de skeletspieren en de insulinegevoeligheid van vetweefsel.

De literatuur over de effecten van een acute periode van lichaamsbeweging op de glucoseopname in skeletspieren is groot, maar tot nu toe is er een gebrek aan studies die de specifieke moleculaire basis onderzoeken voor het insulinesensibiliserende effect van regelmatige fysieke training.

Het doel van dit project is om de transcriptionele verschillen in skeletspieren en vetweefsel te bestuderen bij baseline en na een 3 maanden durend fysiek trainingsprogramma bij obese patiënten met en zonder T2D en om deze informatie te gebruiken om nieuwe therapeutische doelen te identificeren voor verbetering van de glucoseafvoer. en insulinegevoeligheid bij patiënten met T2D.

Daarom proberen de onderzoekers antwoorden te vinden op de vraag: wat is het mechanisme achter het effect van fysieke activiteit op de insulinegevoeligheid bij diabetes type 2?

methoden

Dertig zwaarlijvige patiënten met (n=15) en zonder (n=15) diabetes type 2 zullen in de studie worden opgenomen.

Opzet: Cohortstudie Interventie: 12 weken interventieperiode bestaande uit aerobe training 3 sessies/week, 45 min/sessie. Alle trainingen staan ​​onder begeleiding. Aërobe training wordt uitgevoerd als fietsergometertraining met een intensiteit van 70% van de maximale zuurstofopname (x2/wk.) en roeiergometer trainen op 70% van de maximale hartslag (x1/wk.). In week 3, 6 en 9 wordt VO2max gemeten om te zorgen voor voldoende aanpassing van de werkdruk tijdens de trainingen.

Experimentele methoden: Voor (1-2 weken) en na de ingreep worden de volgende testen en metingen uitgevoerd:

Dag A: ('s Nachts vasten. Duur ca. 3 uur)

• Dual energy x-ray absorptiometry (DXA) scan (lichaamssamenstelling en lichaamsvet)
• Gegradeerde inspanningstest op een ergometerfiets (maximale vetoxidatiesnelheid)
• Maximale zuurstofverbruiktest (VO2max)
• Handgreepkracht (met dynamometer)
• Beenkracht (Power Rig en sit-to-stand test)

Dag B: ('s Nachts vasten. Duur ca. 9 uur)

• 2-staps euglycemische, hyperinsulinemische klem
• Spierbiopsie vastus lateralis
• Vetbiopsie onderhuidse onderbuik
• Flowmetingen (femorale slagader door Doppler-echografie en onderarm door spanningsmeter-plethysmografie)
• Energieverbruik (methode met afzuigkap)

Dag A en B worden herhaald nadat de trainingsinterventie is beëindigd.

Analytische methodes:

1. Spier- en vetbiopten: mitochondriale ademhalingscapaciteit en productie van reactieve zuurstofsoorten. RNA-sequencing met enkele kernen (snSeq). Vezeltype bepaling en capillarisatie.
2. Bloedmonsters: Hormonen, metabolieten en substraten (bijv. insuline, catecholamines, cortisol, glucose, lactaat, pyruvaat, ketonlichamen, cytokines en myokines). Plasma proteomische/peptidomische analyse.

Samenvattend zal deze studie celtypen en genen in skeletspieren en vetweefsel onthullen die worden beïnvloed door training en/of die differentiële regulatie vertonen bij patiënten met T2D versus controlepersonen.

Statistische overwegingen:

Een powerberekening geeft aan dat een significant verschil in door training geïnduceerde insulinegevoeligheid detecteerbaar zal zijn wanneer n ≥ 10, gebaseerd op power = 0,95 en significantieniveau ingesteld op P<0,05. Dit zorgt voor een uitvalpercentage van 15-20% met enige marge. Gemengde modelanalyse zal worden gebruikt voor data-analyse van fenotypische data, en bioinformatische tools voor de snSeq-data en voor de interactie tussen gen- en fenotype-expressie.

Ethische overwegingen:

Het project werd op 15 december 2020 goedgekeurd door de Regionale Ethische Commissie van het Hoofdstedelijk Gewest (H-20046605).