Lichaamsbeweging, darmmicrobiota en diabetes type 2 (Ex-GM-T2D)

Type 2-diabetes is een wereldwijde metabolische epidemie en een grote mondiale bedreiging voor de gezondheid. In 2021 hadden wereldwijd 537 miljoen volwassenen tussen 20 en 79 jaar diabetes. T2D houdt verband met levensbedreigende microvasculaire en macrovasculaire gezondheidscomplicaties die wereldwijd enorm bijdragen aan de last van sterfte en invaliditeit. T2D wordt gedefinieerd door hyperglykemie bij vasten, die grotendeels secundair is aan een inadequate werking van insuline. T2D wordt gewoonlijk voorafgegaan door een toestand van intermediaire hyperglykemie of Pre-D, die wordt gekenmerkt door verminderde nuchtere glucose (IFG), verminderde glucosetolerantie (IGT), of beide, en verhoogt het risico op T2D aanzienlijk. Bij T2D worden weefsels zoals lever, skeletspieren en vetweefsel, hoewel de insulinespiegels normaal of hoog zijn, resistent tegen insuline, wat resulteert in hoge bloedglucosewaarden. T2D gaat gepaard met een systemische ontstekingsreactie die een onafhankelijke risicofactor lijkt te zijn voor de ontwikkeling van T2D. Bovendien hebben personen met T2D de neiging om een ​​meer oxidatieve interne omgeving te hebben dan gezonde proefpersonen. Er is gevonden dat hyperglykemie-geïnduceerde oxidatieve stress de insulinesignaleringscascade beïnvloedt, de transcriptie van het GLUT4-gen vermindert en ook de mitochondriale activiteit verandert. T2D-pathofysiologie is ook in verband gebracht met de samenstelling van GM. Er wordt gesuggereerd dat dysbiose van GM via verschillende mechanismen een centrale rol speelt in de pathogenese van insulineresistentie en T2D.

De belangrijke rol van regelmatige lichaamsbeweging voor de preventie en behandeling van T2D is vastgesteld. De meeste voordelen van lichaamsbeweging op het gebied van de behandeling en preventie van T2D worden gerealiseerd door de aanpassingen aan de skeletspieren, die op hun beurt acute en chronische verbeteringen in de werking van insuline teweegbrengen. Lichaamsbeweging heeft ook ontstekingsremmende effecten. Uit nieuw bewijsmateriaal blijkt dat lichaamsbeweging ook een gunstige invloed kan hebben op T2D door de samenstelling van genetisch gemodificeerde organismen te verbeteren. Het meest veelbelovende effect van regelmatige lichaamsbeweging is de verandering van GM in de richting van een gezondere microbiële samenstelling door het produceren van een meer diverse GM, het verminderen van pathogene bacteriële gemeenschappen en het verhogen van SCFA's-producerende bacteriën. De impact van lichaamsbeweging op de GM-structuur en -functie van T2D-individuen wordt echter slecht begrepen, aangezien er tot nu toe slechts een beperkt aantal onderzoeken op dit gebied bestaan.

Volgens een voorlopige poweranalyse (een waarschijnlijkheidsfout van 0,05 en een statistische power van 80%) werd een steekproefomvang van 8-10 deelnemers/groep geschikt geacht om statistisch betekenisvolle veranderingen tussen onderzoeken te detecteren. Er zal dus worden beoordeeld of ≥60 personen van middelbare leeftijd in aanmerking komen voor deelname aan het onderzoek. Het onderzoek zal worden uitgevoerd volgens een parallel, gerandomiseerd, gecontroleerd ontwerp. De deelnemers worden in de eerste plaats geïnformeerd over de onderzoeksprocedures, evenals over de voordelen en mogelijke risico's, en zij zullen ook een geïnformeerde toestemmingsformulier ondertekenen voor deelname aan het onderzoek. Alle in aanmerking komende personen zullen bloedmonsters verstrekken voor de bepaling van nuchtere bloedglucose, geglycosyleerde hemoglobine (HbA1c) en nuchtere plasma-insuline, en zullen een orale glucosetolerantietest (OGTT) ondergaan om hun glycemische profiel te bepalen, op basis waarvan zij gekarakteriseerd als normale glucosetolerantie (NGT) individuen, of pre-diabetes (pre-D) individuen, of type 2 diabetes (T2D) individuen. Het niveau van fysieke activiteit zal ook worden beoordeeld aan de hand van de International Physical Activity Questionnaire (IPAQ). Daarna worden de deelnemers van elke glucosetolerantiefase willekeurig toegewezen aan ofwel de 12 weken van reguliere gecombineerde aërobe en weerstandsoefeningen volgens de richtlijnen voor pre-D- en T2D-individuen, ofwel blijven ze gedurende 12 weken sedentair. De zes interventiegroepen zullen er dus als volgt uitzien: i) NGT-groep (NGTG), NGT-individuen - geen oefening, ii) NGT-oefengroep (NGTG+Ex), NGT-individuen die zullen deelnemen aan training en detraining, iii) pre-D groep (pre-DG), pre-D individuen - geen oefening, iv) pre-D oefengroep (Pre-DG+Ex), pre-D individuen die zullen deelnemen aan training en detraining, v) T2D-groep (T2DG), T2D-individuen - geen oefening, en vi) T2D-oefengroep (T2DG+Ex), T2D-individuen die zullen deelnemen aan training en detraining. Randomisatie van de voorwaarden zal worden gedaan door software die willekeurige gehele getallen genereert die beschikbaar zijn op internet (Random.org).

Basismetingen zullen plaatsvinden in het Laboratorium voor Biochemie, Fysiologie en Voeding van Oefening (SmArT Lab), Afdeling Lichamelijke Opvoeding en Sport, Universiteit van Thessalië: fysiologische metingen (hartslag in rust, systolische en diastolische bloeddruk in rust, stofwisseling in rust) , antropometrische kenmerken (lichaamslengte, lichaamsmassa, body mass index), lichaamssamenstelling (hoeveelheid lichaamsvet, vetvrije massa, vetmassa, botdichtheid), spierprestaties [aerobe capaciteit (VO2max), isokinetische kracht van de onderste ledematen ( isometrische, concentrische en excentrische torsie van de knie-extensoren en kniebuigers), handgreepkracht, spierkracht (tegenbewegingssprong)]. Daarnaast zullen de deelnemers ontlasting verstrekken voor de bepaling van de GM-samenstelling en GM-metabolieten [korte keten vetzuren (SCFA's)], evenals bloedmonsters voor de bepaling van het volledige bloedbeeld (CBC), systemische ontstekingen [tumornecrosefactor alfa ( TNF-α), interleukine 6 (IL-6), C-reactief eiwit (CRP), zonuline, lipopolysachariden-bindend eiwit (LBP)], bloedredoxstatus [totale antioxidantcapaciteit (TAC), catalase (CAT), eiwitcarbonylen (PC), gereduceerd glutathion (GSH), geoxideerd glutathion (GSSG), GSH/GSSG-verhouding, malondialdehyde (MDA), urinezuur, bilirubine] en lipidenprofiel [totaal cholesterol (CHO-T), lipoproteïne met lage dichtheid (LDL) , lipoproteïne met hoge dichtheid (HDL), triglyceriden (TG)]. Bovendien zullen de deelnemers hun dieet registreren via een terugroepactie van 7 dagen vóór hun deelname aan de eerste experimentele conditie, en zullen voedingsgegevens worden geanalyseerd. Alle bovenstaande metingen worden herhaald na de twaalf weken durende trainingsinterventie, evenals na de vier weken durende detrainingsperiode. De deelnemers die worden toegewezen aan de reguliere oefening, met uitzondering van VO2max, zullen verder een schatting ondergaan van de maximale kracht van de belangrijkste spiergroepen voor het bepalen van de intensiteit van het oefenprogramma van elke deelnemer; De bepaling van het aerobe vermogen en de spierkracht zal ook na vier weken regelmatige lichaamsbeweging worden herhaald voor de noodzakelijke aanpassingen van de intensiteit van het oefenprogramma.