Personlig trening for ungdom med type 2-diabetes for tidlig forebygging av betacelledysfunksjon (PT4DEEP)

Diabetes mellitus (DM) er en metabolsk sykdom karakterisert ved hyperglykemi på grunn av insulinsekresjon eller mangel på insulinfunksjon. Ved type 2 diabetes (T2DM) er den vanligste typen DM, høy kroppsmasseindeks, usunt kosthold, redusert fysisk aktivitet, et ugunstig intrauterint miljø og ugunstig genetisk disposisjon blant risikofaktorene. I løpet av de siste 20 årene har forekomsten av T2DM blant ungdom økt flere ganger i verden.

Sammenlignet med voksne med T2DM som utvikler sekundære komplikasjoner i en senere alder til tross for at de har vært insulinresistente i årevis, utvikler ungdom klinisk T2DM og komplikasjoner raskere og mer aggressivt. Ungdom med T2DM har svært dårlige behandlingsresultater og en rask nedgang i glykemisk kontroll med dagens behandlingsprotokoller. Tidlig debut av T2DM og langvarig eksponering for disse metabolske abnormitetene forsterker de langsiktige mikro- og makrovaskulære komplikasjonene til disse barna. Også, ifølge T2DM-atlaset til International Diabetes Federation, vil T2DM nå et epidemisk nivå i 2045-projeksjonen hos ungdom og unge. Derfor forhindrer utviklingen av T2DM, bremser utviklingen av sykdommen, stopp og behandling får stor betydning.

De sentrale metabolske faktorene i utviklingen av T2DM hos ungdom inkluderer IR i leveren, muskel, fettvev og eventuell β-cellesvikt. Imidlertid er de detaljerte molekylære mekanismene knyttet til den patologiske prosessen ennå ikke klare. Oksidativt stress, som uttrykkes som forstyrrelse av den oksidative balansen, angriper friske celler i kroppen og forårsaker forringelse av deres funksjoner og strukturer. Det er rapportert at oksidativt stress spiller en viktig rolle både i patogenesen av T2DM og i utviklingen av sykdomsrelaterte komplikasjoner. Også en annen viktig faktor for utviklingen av T2DM er IR. IR er mer uttalt av fedme og en stillesittende livsstil. I motsetning til sine voksne kolleger, har barn en tendens til å overprodusere insulin uforholdsmessig som svar på IR. Studier har vist at perifer IR spiller en betydelig rolle i initieringen av type 2 DM. Tatt i betraktning rollen til oksidativt stress og IR i patogenesen av T2DM og dens effekt på utviklingen av sykdomsrelaterte komplikasjoner, antas det at treningstrening kan være gunstig i forebygging og/eller behandling av T2DM. Derfor er det svært viktig å definere tilpasningsmekanismene som forklarer det oksidative stressforebyggende og terapeutiske potensialet til treningstrening.

Epigenetiske prosesser har vært assosiert med predisposisjon og progresjon til T2DM som respons på ulike livsstilsfaktorer eller miljøeksponeringer, inkludert underernæring, fedme, fysisk inaktivitet, stress og giftstoffer. Økende bevis indikerer at dynamiske endringer i epigenomet kan oppstå i løpet av et individs levetid, og at disse endringene kan påvirke metabolsk helse. De molekylære mekanismene som styrer de beskyttende effektene av trening i T2DM er ennå ikke fullt ut forstått. Flere nyere studier har vist at det er epigenetiske modifikasjoner med trening. Selv om det er in vitro-studier som undersøker de beskyttende effektene av forskjellige treningsprotokoller på molekylært nivå, viser ingen menneskelige studier deres epigenetiske modifikasjoner.

Treningstrening er en sentral komponent i forebygging og behandling av ulike kroniske sykdommer som T2DM. Tilpasninger og effekter som oppstår med treningstrening varierer i henhold til treningsprotokoller. De fleste treningsintervensjoner i T2DM baserer resultatene sine på HbA1c. Siden de molekylære og epigenetiske effektene av treningstrening på β-cellefunksjon ikke er fullt ut avslørt, har ikke betydningen og effekten av treningstrening blitt fullt ut forstått.

Tatt i betraktning rollen til oksidativt stress og betennelse, epigenetiske endringer i patogenesen av T2DM, og utviklingen av sykdomsrelaterte komplikasjoner, vil treningstrening være effektiv i forebygging og/eller behandling av T2DM hos unge mennesker. Av denne grunn, med dette prosjektet, vil den optimale treningsprotokollen bli bestemt for å forbedre β-celledysfunksjon, som vil sikre dannelse og beskyttelse av oksidativ balanse og redusere IR.

Personlig medisin har som mål å forutsi terapeutisk respons i henhold til en personlig profil som inkluderer kliniske, fysiologiske og genetiske data. Så med dette prosjektet vil utviklingen av epigenetiske markørpaneler som vil forutsi et individs respons på en bestemt treningstreningsprotokoll bidra til å avsløre personlig epigenetisk minne. Bedre kjennskap til disse forbindelsene vil tillate utvikling av personlige treningsregimer som vil tillate en person å oppnå sine treningsmål med maksimal effektivitet. Også dette prosjektet tar sikte på å etablere en plattform for kunstig intelligens som samler data fra klinisk forskning på effekten av ulike treningsprotokoller med det formål å identifisere prediktorer. Alle resultater vil bli kombinert til en enkelt dataplattform for å utvikle prediktive modeller for behandlingsresponsen. Denne dataplattformen bidrar til å utvikle et beslutningsstøttesystem for personlig treningstrening hos ungdom med T2DM.

Pasientene som inngår i studien vil bli delt inn i seks grupper; kontrollgruppen (20 ungdommer), moderat kontinuerlig aerobic treningsgruppe (20 ungdom), intervalltreningsgruppen med høy intensitet (20 ungdom), motstandstreningsgruppen (20 ungdom), kombinasjon av moderat kontinuerlig aerobic treningstrening med styrketreningsgruppe (20) og kombinasjon av høyintensiv intervalltrening med motstandstrening (20 ungdommer). I begynnelsen av studien vil demografiske og fysiske karakteristika til pasientene bli registrert, og antropometriske og laboratorieevalueringer, lungefunksjonstest, måling av respiratorisk muskelstyrke og utholdenhet, måling av perifer muskelstyrke, evaluering av funksjonell og aerob kapasitet, måling av fysisk aktivitetsnivå og energiforbruk, evaluering av livskvalitet, epigenetisk analyse, evaluering av β-cellefunksjon og biokjemisk struktur av insulin vil bli gjort.

Alle pasienter vil få treningstrening 3 dager i uken i 16 uker. Alle målinger og evalueringer vil bli gjort før oppstart av treningstrening og etter 16 uker med treningstrening.

Som et resultat av innhentede data vil det bli forsøkt objektivt å presentere hvilken type treningsintervensjon, ved hvilke doser og frekvenser som vil være mer effektive for pasienter med T2DM, med dens effekt på epigenetiske faktorer. I tillegg vil fastsettelse av en optimal ikke-medikamentell behandlingsmetode for en sykdom definert som en epidemi i 2045-fremskrivningen bidra til å forebygge dødelighet og sykelighet og redusere helseutgifter.