"HIIT Med Kiloene".

Hensikt:

Vi vil gjennomføre et to-studieprosjekt for å undersøke effekten av høyintensiv intervalltrening (HIIT) og livsstilsintervensjon hos overvektige barn og unge på flere metabolske risikofaktorer og psykologiske problemer. Videre ønsker vi å legge til rette for etablering av varige målrettede opplæringstilbud for barn og unge med overvekt med lokal forankring i kommunene. Herved forbedre og opprettholde engasjementet til en aktiv livsstil gjennom ungdomsårene.

Studie 1 vil undersøke verdien av en gruppebasert HIIT-intervensjon i barnas lokalmiljø i tillegg til en validert livsstilsintervensjonsprotokoll og undersøke sammenhengen mellom HIIT, fysisk aktivitet og livskvalitet. Dessuten ønsker vi å undersøke anvendeligheten og etterlevelsen av HIIT-programmet i en fellesskapsbasert setting.

Studie 2 vil undersøke effekten av en kombinert HIIT og validert livsstilsintervensjon på ektopisk fettavsetning, insulinfølsomhet, inflammasjon og muskelmikrovaskulær funksjon hos barn med alvorlig fedme. Denne studien vil gi oss en bedre forståelse av samspillet mellom viktige komponenter i patofysiologien til fedmerelaterte komplikasjoner og mulige positive effekter av HIIT-intervensjon.

Bakgrunn:

Behandling av fedme hos barn Gjennom de siste 30 årene er det utført flere studier med ulike typer livsstilsintervensjoner med fokus på kosttilpasninger, økt psykisk aktivitet og atferdsterapi. En Cochrane Review fra 2019 viste et betydelig bedre resultat ved tverrfaglig familiebasert intervensjon, som kombinerte alle tre elementene.

I Danmark er det vanlig å bruke en tilnærming innen fedmebehandling utviklet ved The Children's Obesity Clinic, Regional Hospital Holbæk. Denne metoden beskrevet i The Children's Obesity Clinic's Treatment (TCOCT)-protokollen har vist positive resultater både når det gjelder å oppnå og opprettholde vekttap hos barn med fedme. Behandlingen omfatter en livsstilsintervensjon rettet mot alle aspekter av hverdagen, inkl. veiledning om kosthold, fysisk aktivitet, søvn, skjermtid og sosiale problemer. Treningsintervensjon er imidlertid foreløpig ikke en del av standard fedmebehandlingsprogrammet som tilbys flertallet av barn med fedme i Danmark. Faktisk har ingen tidligere dansk studie undersøkt effekten av HIIT, i kombinasjon med livsstilsintervensjon, på fysiologisk og mental helse hos en stor gruppe barn og unge med fedme.

Høyintensiv intervalltrening. Høyintensiv intervalltrening er definert som periodiske treningsperioder med intensiteter som når 90-95 % av maksimal hjertefrekvens. Flere studier viser at HIIT induserer vektreduksjon, kardiovaskulær helse og livskvalitet. Overvektige barn og ungdom blir ofte frarådet å delta i idrett på grunn av tidligere dårlige erfaringer og nederlag. Derfor er et spesialisert gruppebasert treningsoppsett, der barna ikke føler seg stigmatisert og er i stand til å sosialisere med jevnaldrende, avgjørende for å lykkes.

Vår forrige studie (Nordlet) som undersøkte 160 overvektige barn med TCOCT-protokollen fant en signifikant bedre oppmerksomhetsrate ved de kommunale klinikkene enn ved universitetssykehuset, spesielt i gruppen barn med lav sosial status. Ved å plassere intervensjonen i lokalsamfunnet jobber vi derfor for å begrense helseulikheten som mange overvektige barn opplever og øke engasjementet og oppmerksomhetsraten.

Psykososiale konsekvenser av fedmeintervensjon. Barndom og ungdomstid spiller en svært viktig rolle i utviklingen av en balansert psykisk helse. Til tross for dette er den psykososiale effekten av fedme ofte en oversett nøkkelstein i evaluering av effekten av livsstilsintervensjonsprogrammer. Tidligere forskning har vist at overvektige barn og unge ofte lider av lav livskvalitet og depresjon, noe som understreker behovet for intervensjon.

For å adressere psykososial helse gjennomgår barn som lider av fedme en Beck Youth Inventory-test, Pediatric Quality of Life (PedsQl) og WHO-5-indeks som en del av deres fedmebehandling ved vårt senter. WHO-5-indeksen er et enkelt spørreskjema med 5 emner om trivsel. PedsQl er et validert spørreskjema som evaluerer aspekter ved livskvalitet gjennom 23 spørsmål. Beck Youth Inventories-testen er et grundig spørreskjema som dekker psykiatriske symptomer som depresjon og selvoppfatning og muliggjør en effektevaluering innenfor disse områdene. Ingen av de nevnte testene har, så vidt vi vet, blitt brukt i storskala oppfølgingsstudier med HIIT og livsstilsintervensjon.

Fedme og metabolisme Juvenil fedme er kjent for å føre til kardiovaskulære og metabolske sykdommer i voksen alder, men allerede i barndommen er metabolske komplikasjoner tydelige. De patologiske mekanismene antas å være et resultat av lipotoksisitet - "sykt fettteorien". Teorien om sykt fett beskriver menneskets iboende kapasitet til å deponere overflødig energi som triglyserider i det subkutane fettvevet, og overskridelse av denne kapasiteten fører til adipocytt-apoptose og tiltrekker pro-inflammatoriske immunceller. Når den subkutane lagringskapasiteten overskrides, akkumuleres fettvev i organer som lever og muskler, noe som resulterer i insulinresistens og ikke-alkoholisk fettleversykdom (NAFLD). Selv om denne teorien er plausibel, er den ennå ikke fullstendig testet hos overvektige barn. Fremskritt innen MR-teknologi tillater nå ikke-invasiv kvantifisering av fett avsatt i organer og muskler. Herved blir det mulig å undersøke opphopning av fett og effekter av intervensjon i denne sammenheng. Vår forskningsgruppe har erfaring med en ny teknikk, kalt flytende biopsier, for å måle lever- og muskelcelleavledede sirkulerende ekstracellulære vesikler (EV), som gir indirekte mål på fettavsetning i lever og muskler. Gjennom avansert analyse av blodprøver og spesialiserte MR-modaliteter ønsker vi å undersøke den komplekse sammenhengen mellom flere fysiologiske og metabolske parametere på fedme-relaterte komplikasjoner, og evaluere effekten av HIIT og livsstilsintervensjon på disse interaksjonene.

HIIT-protokoll:

I hver kommune vil vi etablere 1-3 lag som dekker ulike geografiske områder. Treningsteamene vil bestå av 6-10 barn og ungdom. Ved å plassere treningsteamene i barnas nærmiljø håper vi å legge til rette for sosiale nettverk og inkludere barn fra familier fra alle sosiale lag.

Barna som er randomisert for HIIT vil utføre veiledede treningsøkter tre ganger i uken. Alle HIIT-programmer består av aktiviteter som involverer 4 x 4 min. intervaller på 90-95 % av HRmax, med 3 min aktiv restitusjon mellom hvert intervall. Trenere vil være fysioterapistudenter eller studenter fra instituttet for helsevitenskap og teknologi ved Aalborg Universitet. Alle trenere vil motta instruksjoner for å skreddersy treningsintervensjonene for å inspirere til fysiske aktiviteter med høy intensitet.

Helsetilsynet og TCOCT anbefaler 60 minutter fysisk aktivitet per dag, men flere studier har vist at dette målet er vanskelig å opprettholde. For å undersøke stillesittende atferd og aktivitetsnivå utenfor treningsanlegget, vil barna bli bedt om å bruke et akselerometer (Axivity, AX3, Newcastle, UK) i 7 dager ved baseline, og etter 3 og 12 måneder.

Kontrollgruppe med normal vekt:

En normalvektig alderstilpasset kontrollgruppe vil bli inkludert i studie 2. Disse barna vil imidlertid ikke gjennomgå treningsøkter, men kun MR-undersøkelser og blodprøvetaking ved baseline. Vi har valgt denne prosedyren, siden undersøkelsene som er brukt i denne studien er ganske nye. Representative referanseverdier for ekstracellulære vesikler og reaktiv hyperemi (evaluert av MR-BOLD) mangler således.

Arbeidspakker (WP):

Prosjektet vil bli delt inn i seks WP-er.

WP 1: Klinisk undersøkelse, HIIT-intervensjon. WP 1 fungerer som grunnlag for alle andre WP i prosjektet. Tidsplanen for å oppnå resultatmål er beskrevet under hver WP. I tillegg til dataregistreringer under alle treningsøkter, vil tidspunktet for datainnsamling være ved baseline, 3 måneder og 12 måneder.

Alle overvektige barn som er registrert i prosjektet (både studie 1 og 2) vil i utgangspunktet gjennomgå en behandlingsprotokoll som ligner TCOCT-protokollen.

Ved baseline vil antropometriske data (høyde, vekt, midje- og hofteomkrets, BMI, BMI-SDS), blodtrykk og pubertetsstadiet samles inn.

Umiddelbart etter baseline-målinger vil barna bli randomisert til enten HIIT + TCOCT eller TCOCT alene ved hjelp av en datastyrt randomiseringsprosedyre.

WP 2: Psykososiale effekter av HIIT Alle de påmeldte barna og deres primære omsorgsperson vil bli bedt om å fullføre WHO-5-indeksen, Pediatric Quality of Life (PedsQl) og Beck Youth Inventories-testen.

Alle spørreskjemaer vil bli utført ved baseline, og etter 3 og 12 måneder for å evaluere de kort- og langsiktige psykososiale effektene av HIIT. Alle spørreskjemaer vil bli evaluert ved slutten av prosjektet etter 12 måneder.

WP 3: Betennelse, oksidativt stress og insulinfølsomhet. Barna i studie 2 vil møte ved Barneavdelingen, Aalborg Universitetssykehus, til en endags innleggelse, for å gjennomføre alle undersøkelser innen samme dag for å unngå tidsskjevhet. Barna møtes etter faste over natten.

Opplært personale vil samle inn blodprøver for å undersøke standard blodprøveanalyse, inkludert glukose, HbA1C, parametere for lever- og skjoldbruskkjertelfunksjon, pro-inflammatoriske biomarkører og ekstracellulære vesikler.

Alle målinger vil bli analysert ved Institutt for biokjemi, Aalborg Universitetssykehus.

WP 4: Ektopisk fettavsetning. WP 4 består av MR-undersøkelser av magen og underkroppen for å undersøke graden av fett deponert i organer og muskler. Erfaren person ved Radiologiavdelingen, Aalborg Universitetssykehus, vil utføre alle MR-undersøkelser.

For å undersøke ekstracellulære vesikler fra lever, muskler og deres uttrykk for patofysiologisk relevante membranproteiner (f. CD36), vil laboratorieanalyse bli utført ved småpartikkelstrømningscytometri på et høysensitivt strømningscytometer.

WP 5: Muskel- og endotelfunksjon. I forhold til MR-skanningene i WP 4 skal barna gjennomgå en MR BOLD, hvor avbildningsmetoder og blodtrykksmansjett på leggen brukes for å undersøke graden av reaktiv hyperemi i mikrovaskulaturen.

WP 6: Evaluering av forankringsprosessen:

Etter avslutning av prosjektet vil vi evaluere de etablerte HIIT-programmene gjennom kontinuerlig dialog og workshops med de deltakende kommunene.

Perspektiver:

Vi forventer at HIIT i kombinasjon med TCOCT-protokollen vil ha betydelig effekt på barnas trivsel og livskvalitet. Dessuten forventer vi at barna vil oppleve en BMI-reduksjon og lavere nivåer av metabolske og kardiovaskulære risikofaktorer for fedme.

Et av våre primære mål er å vise effektiviteten til HIIT og anvendeligheten av HIIT i fellesskapsbaserte omgivelser. Herved påpeker vi viktigheten av å inkludere fysisk aktivitet i behandlingen av fedme.

Resultatene fra denne studien vil gi en større forståelse for de underliggende mekanismene for fedmerelaterte komplikasjoner hos barn og unge med fedme. I tillegg kan funnene våre vise seg å være verdifulle i daglig klinisk praksis for ytterligere å individualisere behandling av fedme hos barn og forbedre både forebyggende og behandlingsstrategier.