Activiteit, vetzucht en eetlust bij adolescenten 2 Interventie (AAAA2INT)

Het doel van de studie is om de relatie tussen fysieke activiteit, metabole functie en eetlust bij adolescenten te kwantificeren. Om dit te doen zullen we onze werkhypothese testen dat hoge niveaus van regelmatige matige tot krachtige fysieke activiteit (MVPA), in tegenstelling tot de status van het lichaamsgewicht, resulteert in een metabool fenotype dat bestaat uit een verbeterde metabole functie en een goede regulering van de eetlust. We zullen sedentaire adolescenten met overgewicht/obesitas (N=44) gedurende drie maanden willekeurig toewijzen aan een controlegroep of een groep met gestructureerde oefeningen.

Onze studiestatisticus Dr. Vincent Staggs zal de deelnemers randomiseren nadat definitief is vastgesteld of ze in aanmerking komen voor ofwel de nieuwsbriefcontrole ofwel de interventie, gebalanceerd per geslacht om een ​​gelijke samenstelling van mannen en vrouwen te garanderen.

De steekproefomvang voor onderzoek 2 (doel 2) werd berekend op basis van gegevens uit ons laboratorium; een kleine pilootstudie met sedentaire en actieve periodes om de haalbaarheid van onze laboratoriumprotocollen te testen. Op basis van deze voorlopige gegevens, die vergelijkbaar zijn met gegevens in de bestaande literatuur, schatten we veranderingen in eetlustscores (honger) op 11% ten opzichte van de uitgangswaarde, wat neerkomt op effectgroottes van 0,67, resulterend in steekproefomvangberekeningen van N=35. Uitgaande van een uitvalpercentage van 10% (n=4) tijdens de interventie van drie maanden, wat doorgaans wordt waargenomen bij soortgelijke interventies uitgevoerd door mentor Dr. Donnelly, wordt de uiteindelijke steekproefomvang vastgesteld op N=40.

De gegevensanalyse wordt uitgevoerd door de PI met hulp van de statisticus Dr. Staggs en het mentorschapsteam. Voor eetlustmetingen op visuele analoge schaal (VAS), die op meerdere tijdstippen binnen een enkele meetsessie worden beoordeeld, zullen we analyses op twee manieren uitvoeren. Eerst zullen we groepsanalyses uitvoeren met behulp van elk van de zeven individuele beoordelingen (bijv. 60 minuten na de maaltijd) om te zien of de waarden verschillen per fysieke activiteit of lichaamsgewichtgroep. Ten tweede zullen we ook de oppervlakte onder de curve (AUC) berekenen voor elke variabele die van belang is (bijv. honger, ghreline), en gebruik die maat voor het testen van groepsverschillen. Om doel 1, hypothese 2 aan te pakken, zullen we de hierboven beschreven analyses herhalen en insulinegevoeligheid als covariabele opnemen. Om doel 2, hypothese 3 aan te pakken, zullen we tussen groepen analyses van verandering in de tijd uitvoeren met behulp van ANOVA met herhaalde metingen, waarbij we dezelfde analysetechnieken gebruiken voor de eetlustvariabelen als beschreven in doel 1 (enkelvoudige beoordeling en AUC), met insulinegevoeligheid als een covariaat.

Eetlust wordt beschouwd als het primaire resultaat van doel 1 en 2. De subjectieve beoordeling van honger en smakelijkheid zal worden voltooid met behulp van zelfbeoordeelde visuele analoge schalen (VAS), waarbij elke schaal bestaat uit een 10 cm lange lijn die uitspraken scheidt zoals? allemaal honger? en?extreem hongerig?. Percepties van dieetbeperking, ontremming en honger zullen worden gemeten tijdens elke meetsessie voorafgaand aan de vaste maaltijd met behulp van de Three Factor Eating Questionnaire (TFEQ). De Control of Eating Questionnaire (CEQ) zal worden gebruikt om honger, volheid, onbedwingbare trek, de wens om bepaalde soorten voedsel te eten en het vermogen om de drang om te eten te weerstaan, te beoordelen. Objectieve beoordeling van de eetlust zal worden uitgevoerd met behulp van bloedmonsters die zijn genomen uit een verblijfskatheter en worden geanalyseerd op episodische regulatie van de volgende nuchtere en verzadigingshormonen: glucose, insuline, leptine, ghreline, glucagonachtig peptide 1 (GLP-1) en peptide JJ (PYJ). Alle monsters worden gemengd met een standaardconserveermiddel (400 μL van 10.000 KIU aprotinine), gecentrifugeerd, het plasma wordt verdeeld in aliquots en opgeslagen in een vriezer van -80 °C tot analyse met behulp van standaardkits in een extern gecertificeerd klinisch laboratorium.

De gemeten eetlust wordt beoordeeld na een vast standaardontbijt (40% RMR, samengesteld uit 55% koolhydraten, 15% eiwit, 30% vet). Het vaste ontbijt wordt toegediend terwijl de deelnemer nuchter is (?12 uur sinds de laatste maaltijd) en hem/haar wordt gevraagd de maaltijd binnen 15 minuten te nuttigen. De voedselinname (totaal aantal kcal) wordt beoordeeld aan de hand van een ad libitum pizzamaaltijd die drie uur na de vaste maaltijd wordt geserveerd. Deelnemers krijgen de instructie om te eten tot ze comfortabel vol zitten en worden geïnformeerd dat ze op elk moment meer van de maaltijd kunnen vragen. Maaltijden worden verstrekt in porties van 400 kcal en elke kom met voedsel wordt voor en na het opdienen gewogen, zonder de proefpersonen? kennis, en de verbruikte hoeveelheid geregistreerd. Alle maaltijden worden geserveerd in een rustige eetzaal zonder afleiding in CCHLN. Alle voedingsmiddelen worden bereid met behulp van een standaardprocedure in de metabolische keuken om consistentie tussen de behandelingsomstandigheden te garanderen, en de voedingsstofsamenstelling van de maaltijden wordt bepaald met behulp van voedingsanalysesoftware (Nutrient Data System for Research, versie 2016).

Insulinegevoeligheid via de euglycemische hyperinsulinemische klemtechniek wordt beschouwd als het primaire resultaat voor doel 1, hypothese 2. Deelnemers komen nuchter aan (12 uur 's nachts). Er wordt een katheter ingebracht in een antecubitale ader van één arm om insuline en 20% dextrose te infunderen, en een andere katheter wordt ingebracht in de contralaterale antecubitale ader voor bloedafname. De deelnemer zal rustig rusten en RQ via indirecte calorimetrie zal worden gemeten (zie Rustmetabolisme), gevolgd door het verzamelen van 3 basislijnbloedmonsters om basislijnglucosewaarden vast te stellen. Onmiddellijk daarna en gedurende 180 minuten, zal een geprimed continu infuus van gewone humane insuline worden toegediend met een snelheid van 40 mU?m2 lichaamsoppervlak?1?min?1 samen met een variabele infusie van 20% dextrose om de euglycemie op peil te houden basislijnwaarden (verwacht 90-100 mg/dL). Bloedglucosemetingen worden elke vijf minuten uitgevoerd om de glucose-infusiesnelheid te bepalen met behulp van een YSI-2300-analysator. Bovendien wordt er elke tien minuten bloed afgenomen in serumseparatorbuisjes, gecentrifugeerd en bewaard bij -80? C voor latere insulineanalyse. RQ wordt opnieuw gemeten 2 uur in de klem voor een periode van 15 minuten. De insulinegevoeligheid wordt bepaald aan de hand van de glucoseverwijderingssnelheid tijdens de laatste 45 minuten van de hyperinsulinemische-euglycemische klem wanneer euglycemie is vastgesteld. Deze procedure vindt plaats in de onderzoeksfaciliteit van de KUMC Clinical and Translation Science Unit.

Adolescenten worden gedurende drie maanden willekeurig toegewezen aan ofwel een oefenings- of nieuwsbriefcontroleconditie. Adolescenten die willekeurig aan de oefening worden toegewezen, nemen deel aan een gestructureerd oefenprogramma onder toezicht (lopen op een loopband, fietsen op een hometrainer enz.) en verbruiken een equivalent van 400 kcal/sessie (ongeveer 45-60 min/sessie) op drie dagen/sessie. week. We volgen het protocol van Mentor Dr. Joseph Donnelly, met trainingsvoorschriften gaande van 150 kcal/sessie bij aanvang van de interventie tot het bereiken van het beoogde energieverbruik tijdens inspanning (EEEx) (400 kcal/sessie) aan het einde van maand 3. De grondgedachte voor deze dosis gestructureerde lichaamsbeweging is gebaseerd op nationale en internationale aanbevelingen voor lichamelijke activiteit voor jongeren van 60 minuten/dag, samen met gegevens van het Donnelly-team en anderen die aangeven dat dit niveau van lichaamsbeweging over een periode van drie maanden zal resulteren in verbeteringen in cardiorespiratoire fitheid bij adolescente deelnemers.

EEEx wordt bij aanvang en maandelijks tijdens de interventie beoordeeld om de duur van de loopbandtraining te bepalen die nodig is om de EEEx-doelen te bereiken. EEEx wordt beoordeeld door middel van indirecte calorimetrie (TrueOne 2400 Metabolic Measurement Cart, ParvoMedics, Salt Lake City, Utah) met tussenpozen van een minuut. De Weir-vergelijking wordt gebruikt om EEEx te berekenen op basis van gemeten zuurstofverbruik en kooldioxideproductie. Voorafgaand aan elke EEEx-beoordeling zullen de deelnemers een korte warming-up uitvoeren (~ 2 minuten, 3-4 mph, 0% helling). Bij de nulmeting begint de snelheid/helling van de loopband bij 3 mph/0% helling en wordt deze aangepast in stappen van 0,5 mph/1% helling totdat de deelnemer 70% HR max. 4 slagen/minuut bereikt. Aan het einde van maand 1 tot 3 wordt EEEx berekend op zowel 70% als 80% van de maximale hartslag (HR) om tegemoet te komen aan persoonlijke voorkeuren voor wandelen of hardlopen. EEEx wordt beoordeeld op zowel 70% (15 minuten) als 80% HR max (15 minuten) met een interval van 2 minuten tussen de beoordelingen zodat deelnemers het mondstuk kunnen verwijderen en desgewenst water kunnen halen. Afhankelijk van de voorkeur van de deelnemer wordt snelheid of helling aangepast. De gemiddelde EEEx over een interval van 15 minuten (kcal/minuut) wordt gebruikt om de duur van de trainingssessies tijdens de eerste maand te bepalen. Bijvoorbeeld: EEEx = 9,2 kcal/minuut, voorgeschreven inspanning = 400 kcal/sessie, inspanningsduur = 400/9,2 = 44 minuten/sessie.

Alle oefeningen onder toezicht vinden plaats in het CCHLN op een loopband, waarbij de hartslag, snelheid en helling elke vijf minuten worden gecontroleerd door een oefenspecialist. Er zullen televisies en iPads beschikbaar zijn waar de deelnemers tijdens het sporten naar kunnen kijken. Naleving wordt gedefinieerd als het voltooien van ?90% van de geplande trainingssessies/week en deelnemers worden uitgesloten als ze niet aan deze vereiste voldoen. Succesvolle afronding van een trainingssessie wordt gedefinieerd als het aanhouden van de doelhartslag van -4 slagen/minuut gedurende de voorgeschreven trainingsduur.

Zoals is gedaan in eerdere onderzoeken door experts op het gebied van de behandeling van obesitas bij kinderen, zullen we een controlegroep voor de nieuwsbrief gebruiken. Net als in deze eerdere onderzoeken zullen gezinnen maandelijks een nieuwsbrief ontvangen met 'opvoedingstips, voorbeelden van complimenten en voor kinderen geschikte activiteiten en recepten'. identiek aan wat is gebruikt in het werk van leiders op het gebied van obesitas bij kinderen. De inhoud zal vergelijkbaar zijn met die van bestaande groepsgerichte interventies met adolescenten met overgewicht/obesitas bij het CCHLN onder leiding van mentor dr. Ann Davis.

De energie-inname wordt beoordeeld aan de hand van drie methoden: 1) objectief, gemeten aan de hand van de hoeveelheid verbruikte kcal tijdens een ad libitum-maaltijd (zie hierboven, sectie Vaste/ad libitum-maaltijden), 2) subjectief, beoordeeld in elke vrijlevende 7-daagse beoordelingsperiode via door de diëtist toegediende 24-uurs dieetherinneringen, en 3) berekend op basis van de inname-evenwichtsmethode. De subjectieve energie-inname zal worden beoordeeld met behulp van drie dieetherinneringen die plaatsvinden op willekeurig geselecteerde niet-opeenvolgende dagen gedurende elke 7-daagse vrijlevende beoordelingsperiode (inclusief ten minste één weekenddag) om de voorbereiding te minimaliseren die de herinnering zou kunnen vertekenen, door een team van ervaren ( >6 jaar met behulp van Nutrient Data System for Research-software) geregistreerde diëtisten die een multi-pass-benadering toepassen, waarbij gebruik wordt gemaakt van aanwijzingen om het weglaten van voedsel te verminderen en de interviewmethodologie voor interviewers wordt gestandaardiseerd. De geschatte energie-inname wordt ook berekend met behulp van de intake-balance-methode tijdens elke behandelingsconditie, gebaseerd op de principes van de eerste wet van de thermodynamica, met behulp van de volgende vergelijking: berekende energie-inname = 1.020 (?FFM/?t) + 9.500(? FM/?t) + EE, waarbij ?FFM en ?FM verandering in elke variabele vertegenwoordigen zoals gemeten door DXA aan het begin en einde van elke beoordelingsperiode, ?t staat voor dagen tussen metingen; 1.020 en 9.500 vertegenwoordigen respectievelijk de energiedichtheid in kcal van FFM en FM per kg; en EE vertegenwoordigt het energieverbruik zoals gemeten door de activiteitenmonitor.

Het energieverbruik wordt geschat tijdens elke 7-daagse vrijlevende beoordelingsperiode met behulp van een op de arm gebaseerde monitor (SenseWear Mini?, BodyMedia Inc.), die het energieverbruik berekent met behulp van tri-axiale accelerometrie en metingen van warmteflux, galvanische huidrespons, huidtemperatuur en omgevingstemperatuur nabij het lichaam.

De lichaamssamenstelling, inclusief vetmassa en vetvrije massa, wordt gemeten met behulp van een dual-energy röntgenabsorptiometer voor het hele lichaam (DXA, Lunar DPX-systeem, versie 3.6) waarbij de deelnemer gekleed gaat in chirurgische scrubs en op blote voeten.