Effekter av varmeterapi og styrketrening hos personer med type 2-diabetes

Materialer og metoder Studiedesign og setting Studien er en prospektiv, randomisert, dobbeltblind, parallell, ikke-underordnet klinisk studie, og vil bli utført ved Universidade Federal do Rio Grande do Sul, et universitet i Sør-Brasil. Denne studieprotokollen følger SPIRIT-anbefalingen.

Intervensjoner Frivillige som oppfyller inklusjonskriteriene vil bli veiledet i studien og bedt om å signere et skriftlig informert samtykke før påmelding til prøven. Deltakerne vil bli randomisert inn i intervensjonsgruppene Kontroll (C), RT eller HT. I kontrollgruppen vil deltakerne ikke få noen intervensjon. I intervensjonsgruppen RT vil deltakerne utføre overvåket trening i et treningsstudio tre ikke sammenhengende dager i uken. Hver økt vil vare ~60 minutter og vil bestå av en oppvarming, motstandstrening og en nedkjøling. Alle økter vil bli gjennomført av kvalifiserte idretts- og treningsforskere i 12 uker.

RT-programmet vil bestå av en kombinasjon av over- og underkroppsøvelser med treningsutstyr, frie vekter og kroppsvekt (funksjonelle øvelser) som primær motstand. De 12 ukene RT vil bli delt inn i tre mesosykluser på fire uker hver (se detaljer om sett, repetisjoner og intervaller i tabell 1). Øvelsene vil inkludere benpress, kneextensions og leg curls, biceps curls, triceps extensions, lat pull down, skulderpress, benkpress og abdominal crunch. Før treningsperioden starter, vil forsøkspersonene gjennomføre en kjennskapsøkt for å øve på øvelsene de ville utføre videre i løpet av treningsprogrammet, når treningsbelastningen ble individuelt testet. Motstandstreningen vil bli utført med to til tre sett per øvelse med intensiteter mellom 12 og 15 maksimale repetisjoner (den tyngste vekten for å utføre totalt 12-15 repetisjoner). Intensiteten til de funksjonelle øvelsene ble kontrollert av OMNI-skalaen. Hver økt vil vare 60 min.

Deltakere i HT-gruppen vil gjennomføre helkroppsvarmebehandling i henhold til tidligere metoder. Deltakerne vil bli innlosjert i et miljøkammer som i utgangspunktet er satt til 55,0oC tre ikke sammenhengende dager i uken. Hver økt vil vare 60 min. Under øktene vil rektaltemperatur, hjertefrekvens, blodtrykk og varmeubehag bli målt kontinuerlig.

Strategier for prøveoppbevaring Deltakerne vil bli bedt en gang i uken på ansikt-til-ansikt-besøket om å overvåke sine uønskede hendelser. Dessuten vil telefonsamtaler eller meldinger også bli brukt til å huske deltakere angående planlagte eller tapte besøk.

Rekrutterings- og deltakertidslinje Rekrutteringsperioden for studien vil være fra april 2023 til desember 2025. Deltakerne vil bli invitert til å delta i studien ved kunngjøring i avis, elektroniske og sosiale medier. Figur 1 viser flytskjemaet for studiedesignet.

Overholdelse Overholdelse av et treningsprogram har blitt klassifisert som å oppfylle minst 80 % av den anbefalte eller foreskrevne treningsdosen. Enhver deltaker som viser en overholdelse av treningsprotokollen på 80 % eller mer enn 36 økter, vil bli ansett som følger. Deltakere vil bli klassifisert som ikke-tilsluttende eller delvis tilsluttende dersom deres tilslutning er mindre enn 80 %.

Statistiske betraktninger For vurdering av treningseffekt på plasma HSP-nivåer mellom grupper etter intervensjon, antok vi en 80 % kraft, et 5 % signifikansnivå og en effektstørrelse (Cohens F) på 0,4. Vi estimerte en frafallsrate på 10 %, og det totale antallet beregnede var 22 i hver gruppe.

Den tilfeldig tildelte deltakerens data vil bli analysert etter intention-to-treat-prinsippet som primærvalg og per-protokoll-prinsippet, med behandling, tid og behandlingstidsinteraksjon registrert som de faste effektene. Vi vil kvalitativt dokumentere årsaker og detaljer om hvert tilfelle av tilbaketrekking. Normaliteten til dataene vil bli testet av Shapiro-Wilk-testen. Gjennomsnitt og standardavvik vil bli brukt for å beskrive de parametriske kontinuerlige variablene og median- og interkvartilområdet for ikke-parametriske variabler, mens absolutte og relative frekvenser vil bli brukt for kategoriske variabler. Variansanalyse (ANOVA) vil bli brukt for å sammenligne de endelige verdiene av utfall. Behandlingseffekter (gruppe, tid og gruppeinteraksjon) vil bli estimert ved å bruke Generalized Estimation Equations (GEE) etterfulgt av Bonferroni posthoc-testen (P < 0,05). En multippel lineær regresjonsanalyse (bakovermetode) vil bli utført for å undersøke effekten av rutinemessig farmakoterapi, kjønn og alder på primære og sekundære utfall. Statistical Package for Social Science Professional programvareversjon 20.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA) vil bli brukt for disse analysene.

Tildeling Deltakerne vil bli tilfeldig tildelt gruppene i henhold til en sekvens av datagenererte tilfeldige tall. Denne sekvensen vil bli oppnådd i Excel Microsoft-programmet, i et 1:1-forhold, med blokker på åtte eller seks deltakere for å fullføre det totale antallet beregnede. En forseglet konvolutt som inneholder tildelingskoden vil kun åpnes ved begynnelsen av behandlingen i deltakerens nærvær, i henhold til rekkefølgen for innreise i studien.

På grunn av arten av intervensjonene vil forskeren som gjennomfører treningsøktene så vel som deltakerne ikke bli blindet. For å sikre maskering av assessorer, blir forsøkspersonene bedt om å utelate sin tildelte gruppe og ikke å snakke om intervensjonene sine under utfallsevalueringsøktene. Ved utilsiktet avblinding av en eller annen grunn, vil den involverte forskeren varsle hovedforskeren.

Datainnsamling og håndtering Et spørreskjema vil bli brukt for å få de sosiodemografiske og kliniske egenskapene til deltakerne, inkludert alder, kjønn, sivilstatus, skolegang, diabetesvarighet, familiehistorie med diabetes og selvrapportert fysisk aktivitet. Legemidler for T2DM vil bli registrert ved baseline og slutten av studien.

Antropometriske mål, inkludert kroppsvekt, høyde, beregnet kroppsmasseindeks (kg/m2), endringer i midje og hofteomkrets, vil bli registrert ved første og siste besøk. Vekten vil bli målt i en digitalt kalibrert vekt med en maksimal kapasitet på 150 kg og en presisjon på 100 g. Høyden vil bli bestemt av et vertikalt stadiometer festet til vekten med en kapasitet på 2 m/0,1 cm (Urano®, Canoas, Brasil). Midje- og hofteomkrets vil bli målt med en uelastisk metrisk tape (2 m/0,1 cm). Den totale kroppssammensetningen vil bli evaluert gjennom dual-energy X-ray absorptiometri (DEXA scan - Lunar iDXA, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK).

Etter denne evalueringen vil enkeltpersoner utføre en selvbegrenset maksimal treningstest på en tredemølle for å bestemme maksimalt oksygenopptak (VO2-topp) og topppuls, overvåket av et team av erfarne treningsfysiologer. Testen vil bli utført i henhold til Bruce-protokollen. Oksygenopptak (VO2) og karbondioksidproduksjon (VCO2) vil bli bestemt av et pust-for-pust datastyrt gassutvekslingssystem og analysert ved hjelp av et 20-sekunders gjennomsnittssignal. Basal metabolsk hastighet vil bli analysert i rask tilstand (Quark CPET, Cosmed, Italia).

Ved første og siste besøk på laboratoriet vil blodprøver bli samlet inn og sentrifugert ved 1000 g i 10 minutter for å skille plasma eller serum, som lagres for videre analyse av biokjemiske parametere. Totalt glukose, C-reaktivt protein, HDL-kolesterol, HbA1c og triglyserider vil bli bestemt i et automatisert system Cobas C111 (Roche Diagnostics, Basel, Sveits). LDL-kolesterol beregnes ved Friedewald-ligningen. Insulinresistens vil bli beregnet ved hjelp av Homeostatic Model Assessment (HOMA-IR) metoden, basert på insulin og fastende glukosenivåer.

For mikrobiotaanalyse vil silika-membranbasert DNA-rensing fra avføring utføres av det kommersielle settet for ekstraksjon av høykvalitets nukleinsyrer QIAmp Blood and Body Fluid (Qiagen, Canada). Den V3-V4 hypervariable regionen til 16 S rRNA-genet vil bli amplifisert og sekvensert på en Illumina MiSeq. Sekvenser vil bli behandlet i mothur (v.1.41.1) 23 med modifiserte prosedyrer, som tidligere beskrevet. Sekvenser vil deretter bli justert til SILVA 16 S rRNA-databasen (v 132).

For inflammatoriske biomarkører og plasma LPS-nivåer, vil blodet sentrifugeres ved 1000 g i 10 minutter og serum vil bli frosset (-80 °C) for videre analyse ved hjelp av den enzymbundne immunosorbentanalysen (ELISA)-teknikken, ved bruk av kommersielle sett: LPS , TNF-a, IL-1, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 og IL-13 (Human ELISA-sett, Sigma-Aldrich, St. Louis, MI, USA).

Tatt i betraktning viktigheten av HSR for stresstilpasning, vil vi teste kapasiteten til leukocytter (en hovedkilde til sirkulerende HSP72 og representativ for immuncellestressrespons), til å frigjøre HSP72, under varmestressforhold (en normal og forventet respons i friske celler ). Vi vil bruke denne strategien for å sammenligne om ulike intervensjoner kan forbedre HSR ved diabetes. Kort fortalt, etter høsting, ble helblod umiddelbart inkubert ved to forskjellige temperaturer: 37 °C (kontroll) og 42 °C (varmestresset) i 2 timer i et vannbad. Etter inkubering vil totalt blod sentrifugeres for å isolere plasma. Plasma vil bli brukt til analysen av eHSP72 26. En svært sensitiv, enzymkoblet immunosorbentanalyse (EIA) metode (EKS-715 Stressgen, Victoria, Canada) vil bli brukt for å kvantifisere nivåene av plasma HSP72-protein som tidligere beskrevet 27. Inflammatorisk cellesignalering i PBMC (NF-kB; TLR2 e 4, TRIF, IKKi/IKKε, e MyD88) vil bli analysert med western blot, som tidligere beskrevet 28.

Flowmediert dilatasjon Brachial arterie flow mediated dilatation (FMD), som respons på hyperemi, vil bli utført ved bruk av et ultralydapparat (Toshiba modell Nemio XG, Japan) som en indirekte måling av endotelfunksjon, tilpasset gjeldende retningslinjer. (THIJSSEN DHJ et.al., 2011).

Hydreringsprotokoll På dagen før varmeeksponeringen, vil deltakerne bli bedt om å drikke 12 mL•kg-1 vann (i tillegg til det vanlige væskeforbruket). I løpet av morgenen på dagen for forsøksøkten i varmen, vil deltakerne bli instruert om å konsumere 6 mL•kg-1 vann, i tillegg til det vanlige væskeforbruket, for å sikre euhydreringstilstanden. Før innføring i miljøkammeret, vil en urinoppsamling bli utført for å verifisere hydreringstilstanden, ved å bruke den spesifikke vekten gjennom et refraktometer 29; 30 og fargen gjennom en bestemt skala 31. En urin egenvektsgrense på 1,25 vil bli brukt. For høyere verdier vil deltakerne drikke 200-250 ml vann og vente 30 minutter før varmeeksponeringen.

Sikkerhet og uønskede hendelser Deltakerne vil være under kontinuerlig helsefaglig kontroll under og minst 30 minutter etter intervensjonen for å forhindre uønskede hendelser. Følgende milde og moderate bivirkninger kan oppstå: Treningsprotokoller, spesielt ved maksimal anstrengelse, kan forårsake noe ubehag (kvalme, muskelsår). Varmeterapi har vist seg å være trygt for de fleste. For noen deltakere er det imidlertid mulig at den høyere temperaturen forårsaker noe termisk ubehag. De kardiovaskulære endringene, som økt hjertefrekvens og blodtrykk, er forventet og ikke skadelig. Til slutt kan en mild dehydrering observeres etter protokollen. Dette vil dempes med riktig hydrering etterpå.

Etiske vurderinger Studien følger strengt protokollene angående informert samtykkeskjema, konfidensialitet og anonymitet. Et informert samtykkeskjema med retningslinjer, mål for prosjektet, beskrivelse av prosedyrer, mulige risikoer og fordeler vil bli gitt. Deltakerne vil også bli informert om at deltakelse er frivillig, og de kan trekke seg fra studien når som helst. Denne studien vil bli utført i samsvar med Helsinki-erklæringen og ble godkjent av anleggets institusjonelle vurderingskomité (sporingsnummer: 38626420.6.0000.5347) og registrert i Clinical Trials Database. Alle filer som inneholder deltakernes data vil bli lagret i en sikker database passordbeskyttet dokument som kun vil få tilgang til autoriserte medlemmer av forskerteamet.