Undersøker effekten av morgen- og kveldstrening på glukoseregulering hos voksne med prediabetes (TExIS)

Deltakerrekruttering, screening og randomisering. Deltakere (n=20, kvinner=10) vil bli rekruttert fra University of Colorado Denver Anschutz Medical Campus (CU AMC) og det omkringliggende Denver Metro-området ved hjelp av campus-e-post og flyers. Frivillige som oppfyller de første kvalifikasjonskriteriene vil bli planlagt for et personlig screeningbesøk, inkludert screeninglaboratorier (thyroidstimulerende hormon (TSH), fullstendig blodtelling (CBC), omfattende metabolsk panel (CMP), lipidpanel, glykert hemoglobin (A1c), uringraviditetstest hos kvinner (beta-humant koriongonadotropin), 12-avlednings elektrokardiogram (EKG), medisinsk historiegjennomgang og fysisk undersøkelse med lege eller avansert praksisleverandør. Potensielle deltakere vil fylle ut spørreskjemaet om beredskap for fysisk aktivitet (PAR-Q) for å undersøke ytterligere for kontraindikasjoner for trening. 38 Potensielle deltakere vil også bli screenet for obstruktiv søvnapné ved hjelp av WatchPat (Itamar Medical, Israel) med en apné hypopnea indeksscore > 5 som ekskluderende siden det signifikant påvirker systemisk metabolisme. WatchPat bruker en kombinasjon av perifer arteriell tonus, pulsoksymetri, hjertefrekvens, akselerometre og en snorkedetektor for å måle respirasjonsanstrengelsesrelaterte opphisselser og har blitt validert. 39,40 Deltakere som oppfyller studiekvalifikasjonskriteriene nedenfor vil bli blokkrandomisert i et 1:1-forhold (stratifisert etter kjønn) for å fullføre enten AM-Ex eller PM-Ex først i crossover-studien.

Studieprotokoll og vurderinger. Studien vil bli utført ved CU AMC Anschutz Health and Wellness Center (AHWC) og CU AMC Clinical Translational Research Center (CTRC). Se fasiliteter og andre ressurser for detaljer om AHWC og CTRC. Deltakerne vil gjennomgå vurderinger ved baseline og igjen etter å ha fullført hver av treningsbetingelsene.

Overvåket AM- og PM-treningsforhold. Deltakerne vil fullføre en 3-dagers aerobic treningstilstand (Merk: 1 treningsøkt har vist seg å endre melatonin). Trening vil bli utført ved 70 % av alderspredikert MHR i 45 minutter per dag. Treningstidsvinduer for individuelle deltakere vil bli definert av individets vanlige våknetid (målt ved aktigrafi), med AM-Ex som inntreffer 0-3 timer og PM-Ex inntreffer 9-12 timer etter vanlig våknetid. Disse tidsvinduene ble valgt for å definere morgen og kveld av flere grunner. For det første, i løpet av den tradisjonelle arbeidsdagen, trener de fleste voksne enten før arbeidsdagen eller etter arbeidsdagen før sengetid. For det andre har disse tidsvinduene vist seg å være når cirkadiske mønstre av SI og melatonin er mest tydelige og konsistente. 13,35 Treningsøkter vil bli utført på tredemøllen ved AHWC og overvåket av studiepersonell. HR-monitorer (Polar H10) vil bli brukt for å sikre oppnåelse av målintensitet. Økttid (tid på dagen), varighet og gjennomsnittlig intensitet vil bli registrert for hver økt. Treningsøktene vil bli atskilt av en 3-4 ukers utvaskingsperiode for både å minimere treningseffekter på SI og for å ta hensyn til faser av menstruasjonssyklusen, ettersom ulike menstruasjonsfaser har vist seg å vise ulik SI.

Diettresept. Under hver tilstand vil deltakerne bli bedt om å spise et balansert kosthold bestående av omtrent 50 % karbohydrater, 30 % fett, 20 % protein. Et kontrollert kosthold ble valgt for å redusere effekten av ulike måltidssammensetninger på insulinklemmeforsøket neste dag, og derfor kunne en standardisert frilevende dag undersøkes via CGM.

Vurderinger. Alle tiltak vil bli utført ved baseline og etter hver treningstilstand.

Insulinfølsomhet (hyperinsulinemisk-euglykemisk klemme): Protokoll avledet fra original glukoseklemmevalideringsstudie. 45 Etter å ha fastet over natten i 12 timer, vil deltakerne ankomme CTRC 1 time etter vanlig oppvåkningstid, og vitale tegn og kapillærblodsukker vil bli oppnådd. To IV vil bli plassert av pleiepersonell på kontralaterale armer, en i antecubitalvenen og en i håndleddet. Insulin (42 enheter/700mL NS-konsentrasjon) vil startes ved 40mU/m2/min og dekstrose 20% løsning vil også startes og titreres for å opprettholde en kapillær blodsukker på 90ng/dL. Kaliumfosfat (5mmol/100mL NS) vil også bli kjørt med 4mL/time for å forhindre hypokalemi. Etter 100 minutter med euglykemi, vil kapillærblodsukker og seruminsulin oppnås hvert 10. minutt x3. Etter 120 minutter vil en serumglukose, insulin, triglyserider, FFA, glyserol og laktat bli trukket, insulininfusjon vil bli stoppet, og pasienten vil få et måltid. Tretti minutter etter måltidet vil dekstrosen bli stoppet, og deltakeren vil bli overvåket for hypoglykemi til han blir utskrevet. SI vil bli beregnet ved å bruke glukoseinfusjonshastighet, urintap av glukose og plasskorreksjon via formelen beskrevet tidligere.

Gratis levende gjennomsnittlig glukose, time in range (TIR) ​​og glukosevariabilitet (kontinuerlig glukosemonitor): Et kontinuerlig glukoseovervåkingssystem (CGM; FreeStyle Libre Pro; Abbott Industries, Chicago, IL, USA) vil bli plassert den første dagen i baseline og treningsforhold. Studiedeltakerne vil bli opplært i hvordan de skal vedlikeholde enheten. Deltakerne vil bruke monitoren i 5 dager og returnere enheten ved besøket etter tilstanden (enheten på plass fra dag 1 til 5). Kort fortalt settes en sensor inn i en vinkel på 45° rett under huden på deltakerens arm ved hjelp av en avtagbar innføringsnål. En liten, fleksibel elektrode blir liggende igjen som vil forbli innebygd i huden i 5 dager. Innsettingen er rask, og det oppleves svært lite ubehag. Deltakerens interstitielle væskeglukose reagerer med sensorens glukoseoksidaselag, og produserer et elektrisk signal som registreres av den digitale mottakeren. Systemet lagrer en gjennomsnittlig glukoseverdi hvert 15. minutt, og deltakerne vil bli blindet for alle glukosedata. Alle glukosedata hentes via skanneleseren, som vil bli brukt før enheten fjernes.

Spyttsvak lys melatoninoffset (DLM-Off): Deltakerne vil bli bedt om å unngå reseptfrie eller melatoninprodukter eller kosttilskudd som inneholder melatonin i løpet av studien. Dagen før DLM-Off-testing vil deltakerne bli instruert om å unngå koffein, alkohol, marihuana, ikke-steroide antiinflammatoriske medisiner, og vil følge den foreskrevne dietten. Om kvelden før DLM-Off-testing vil de bli bedt om å plassere lysblokkerende vernebriller, 1 spyttoppsamlingsrør, prøvelogg og en penn ved sengen og stille inn alarmen til neste morgen på deres vanlige våknetid. På morgenen for DLM-Off-samlingen vil deltakerne forbli i sengen og umiddelbart ta på seg de lysblokkerende brillene. Fem minutter etter oppvåkning vil deltakerne samle den første spyttprøven i røret ved sengen og registrere tiden. Spyttoppsamlingen vil bli fullført innen 5 minutter. Dette røret vil bli plassert i fryseren og transportert til CTRC på is av deltakeren. Lysblokkerende vernebriller vil bli brukt frem til ankomst til CTRC i et lyskontrollert rom. Spyttprøver vil da bli samlet inn av studiepersonell hver time fra time 1-5 etter oppvåkning.

Serum AM-kortisol: Ved ankomst til CTRC for besøket etter tilstanden, og etter IV-plassering for hyperinsulinemisk-euglykemisk klemme (se ovenfor), vil det bli tatt en blodprøve for AM-serumkortisol før insulininfusjonen starter.

Enhetsmålt fysisk aktivitet (PA) og stillesittende atferd (SB): Med hver tilstand vil PA og SB bli målt ved hjelp av activPAL (PALTechnologies: Glasgow, Skottland) aktivitetsmonitor. ActivPAL vil bli gitt til deltakeren på dag 1 av tilstanden og returnert ved besøket etter tilstanden. ActivPAL er en liten (53 x 35 x 7 mm) og lett (15 gram) enhet som bruker akselerometer-avledet informasjon om lårposisjon for å beregne tid brukt i forskjellige kroppsposisjoner (dvs. sittende/liggende, stå og tråkke). Enheten festes ved hjelp av en ikke-allergifremkallende selvklebende pute og plasseres på midtlinjen av låret, en tredjedel av veien mellom hofte og kne, og har blitt validert som et objektivt mål på PA og SB.

Søvnvarighet, søvnkvalitet og søvntiming (håndleddsaktigrafi, spørreskjema): Håndleddsaktigrafi (Actiwatch, Philips Respironics) er godt validert for vurdering av søvnvarighet og -kvalitet og brukes ofte til vurdering av frittlevende søvn48. Actiwatch vil bli brukt på det ikke-dominante håndleddet i 5 påfølgende dager. I tillegg til å vurdere søvn ved hjelp av Actiwatch, vil deltakerne bli bedt om å føre en søvndagbok for de samme 5 dagene. Søvndagboken vil inkludere sengetid, våknetid, daglurer og en vurdering av søvnkvalitet. Søvnighet på dagtid vil bli vurdert ved hjelp av Epworth Sleepiness Scale (ESS). ESS gir et gyldig mål på søvnighet på dagtid de siste syv dagene.

Kronotype: Individuell kronotype vil bli målt ved baseline-besøket ved å bruke Morningness-Eveningness Questionnaire (MEQ).

Menstruasjonssporing: For menstruerende deltakere vil en menstruasjonshistorie bli tatt ved screeningbesøket, og graviditet vil bli avgjort med en uringraviditetstest før hver tilstand begynner. Seksuelt aktive personer vil bli pålagt å bruke prevensjon gjennom hele studieprotokollen. Hvert mål (grunnlinje, tilstand 1 og tilstand 2) vil være atskilt med intervaller på 28 dager, og samsvarer derfor med menstruasjonssyklusen til de fleste menstruerende deltakerne. Menstruerende deltakere vil bli evaluert i follikkelfasen med treningsresepten for å begynne på dag 1 av menstruasjonssyklusen.

Effektberegning av analytisk plan Vår prøvestørrelse og kraftestimater var basert på en lignende studie som undersøkte effekten av rask gange på SI hos eldre kvinner. For å oppnå 80 % kraft med en tosidig paret t-test for denne 2x2 crossover-designen, er en prøvestørrelse på n=20 nødvendig. Dette kraftestimatet antar en gjennomsnittlig forskjell på 412 µmol/min i glukoseclearance (Rd), med et standardavvik for de sammenkoblede forskjellene antatt å være 626,2 µmol/min, og signifikansnivået er 0,05. Forutsatt en frafallsrate på 20 %, vil 25 forsøkspersoner bli registrert for å oppnå en endelig prøvestørrelse på 20 forsøkspersoner som har fullført alle betingelser.

Statistiske analyser for mål 1 og 2 Analyser vil bli utført ved bruk av SAS 9.4-programvare (SAS Institute, Inc (Cary, NC, USA)). Konvensjonelle tilnærminger til tolkning og rapportering av resultater fra statistiske analyser vil bli brukt (2-sidige p-verdier og 95 % konfidensintervall, og signifikansnivåer på 0,05 vil bli brukt for alle hypotesetester). Den primære sammenligningen vil være endring i SI (trening - baseline) med ulike treningsforhold. Potensielle endringer i SI, glykemisk variabilitet, DLM-off-timing, serumkortisoltopp og offset, lyseksponering, fysisk aktivitet uten trening, stillesittende tid, søvnvarighet/timing og søvnkvalitet/subjektiv søvnighet vil bli utforsket. Innenfor gruppe vil endringer bli analysert ved hjelp av tosidige parede t-tester for normalfordelte data. Kontinuerlige variabler vil bli vurdert for normalitet, og transformasjoner vil bli utnyttet for ikke-normalfordelte data. Mellom gruppeforskjeller vil bli utforsket ved å bruke gjentatte mål ANOVA for normalfordelte variabler. Oppsummerende statistikk for gjennomførbarhet og akseptabilitetsutfall vil bli beregnet.