Ćwiczenia aerobowe na bieżni i metabolizm (The A-TEAM)

Wstępna weryfikacja – potencjalni uczestnicy zainteresowani udziałem w proponowanym badaniu będą musieli przeprowadzić wstępną selekcję w celu oceny kwalifikowalności. Zainteresowani uczestnicy wyślą e-mail do zespołu badawczego na adres TheATEAMstudy@gmail.com i jeden z członków zespołu badawczego skontaktuje się z nim telefonicznie w celu omówienia podstaw badania i, jeśli uczestnik jest zainteresowany, umówienia się na sesję orientacyjną.

Orientacja – po podpisaniu świadomej zgody zarówno przez uczestnika, jak i osobę, która uzyskała świadomą zgodę, zostanie przeprowadzony kwestionariusz demograficzny i kwestionariusz historii medycznej w celu oceny ogólnego stanu zdrowia. Po zebraniu kwestionariusza historii choroby uczestnika zostanie zmierzony wzrost i waga, a na podstawie tego zostanie obliczony wskaźnik BMI. Jeśli uczestnik kwalifikuje się po testach i pomiarach podczas orientacji, zostanie zaplanowany na serię wizyt wyjściowych.

Wizyty bazowe – testy wizyt bazowych będą składać się z trzech wizyt.

Podczas pierwszej wizyty początkowej uczestnicy przyjdą i zostaną umieszczone urządzenia CGM. Do CGM zostanie użyty monitor Dexcom G4 Platinum Professional (Dexcom Company, San Diego, CA). Ten konkretny monitor został zatwierdzony przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków do użytku przez maksymalnie 7 kolejnych dni. To urządzenie ma mały wszczepialny cewnik, który zostanie umieszczony około 2 cm od preferowanej przez uczestnika strony pępka, nadajnik i odbiornik. To urządzenie zbiera stężenie glukozy w płynie śródtkankowym co 5 minut, 24 godziny na dobę, przez 7 dni. Oprócz CGM do monitorowania poziomu glukozy we krwi, każdy uczestnik będzie musiał obsługiwać standardowy glukometr, który wykorzystuje lancety zamiast pałeczek, aby uzyskać szybki i prosty pomiar 2 razy dziennie, aby upewnić się, że nie ma odchyleń w odczytach CGM. Podczas tej wizyty monitor aktygrafu (wGT3X+, Actigraph, LLC, Pensacola, Floryda) zostanie umieszczony na niedominującym lub preferowanym nadgarstku uczestnika. Ten monitor Actigraph wGT3X+ to urządzenie, które mierzy wzorce aktywności w ścieżce kierunkowej XYZ. Będzie noszony przez 7 kolejnych dni równolegle z CGM, aby pomóc w ustaleniu czasu czuwania. Dziennik snu zostanie wykorzystany do pomocy w określeniu czasu trwania snu, który będzie obejmował czas w łóżku, czas snu, czas budzenia i czas poza łóżkiem. Wykorzystując dziennik snu w połączeniu z monitorem aktograficznym, pozwoli to na łatwą interpretację podczas analizy surowych danych monitora aktograficznego, dostarczając oszacowania, jaki może być czas snu / czuwania. Samodzielne zgłaszanie spożycia żywności zostanie uzupełnione za pośrednictwem MyFitnessPal (Under Armour™ Connected Fitness, Baltimore, MD) lub standardowego dziennika żywności, jeśli to konieczne, nie tylko dla rodzaju spożywanej żywności w celu oceny wpływu zawartości posiłku, ale także czasu spożycia w celu oceny poposiłkowego stężenia glukozy we krwi przez 7 kolejnych dni. Następnie uczestnicy zostaną zaplanowani na wizytę podstawową 2.

Podczas wizyty początkowej 2, około 12-24 godzin po wizycie początkowej 1, po 12-godzinnym poście i 30-minutowym teście spoczynkowej przemiany materii (RMR), a następnie pobraniu krwi na czczo i kolejnym 120-minutowym OGTT zostaną zakończone. Zostanie przeprowadzony 30-minutowy test RMR, aby zmierzyć zużycie tlenu i wydatek energetyczny w spoczynku. Do badania RMR wykorzystany zostanie aparat Parvo Medics TrueOne 2400 (Parvo Medics TrueOne 2400, Salt Lake City, UT), który będzie kalibrowany przy każdym użyciu. Każdy uczestnik będzie miał założony na głowę przezroczysty, plastikowy kaptur, podczas gdy leżeć płasko na plecach odpoczywając, bez zasypiania przez ~30 minut w cichym, słabo oświetlonym pokoju. Po 30-minutowym RMR nastąpi pobranie krwi na czczo, a próbki krwi zostaną podzielone na porcje i zamrożone w standardowej zamrażarce VWR -80oC, aż do pobrania wszystkich próbek krwi. Następnie uczestnicy spożywają standardowy 75-gramowy napój z glukozą i przeprowadzają 2-godzinny OGTT. Stężenie glukozy podczas OGTT będzie zbierane przez urządzenie CGM, a punkty czasowe przed i 30-, 60-, 90- i 120 minut po spożyciu zostaną wykorzystane do analizy. Uczestnicy zostaną poproszeni o prowadzenie w tym czasie możliwie siedzącego trybu życia, aby nie zakłócić naturalnego wychwytu i/lub klirensu glukozy we krwi, który występuje w spoczynku. Po zakończeniu tych testów uczestnicy zostaną zaplanowani na wizytę w dniu 3, około 5-6 dni po wizycie w dniu 2. W tym okresie uczestnicy zostaną poinformowani o konieczności utrzymania normalnego trybu życia codziennego oraz dalszego monitorowania diety i spania do wizyty wyjściowej 3.

Podczas wizyty wyjściowej 3 zostanie zakończony stopniowany maksymalny test wysiłkowy. Zostanie przeprowadzony test na bieżni z rampą, aby ocenić szczytowe zużycie tlenu (VO2peak) poprzez analizę oddech po oddechu. Protokół testu na bieżni z rampą będzie zwiększał prędkość i nachylenie co 30 sekund, aż każdy uczestnik osiągnie zmęczenie wolicjonalne, jednocześnie osiągając VO2peak. Ten sam aparat Parvo Medics TrueOne 2400, który był używany do badania RMR, będzie używany do testów wysiłkowych o maksymalnym stopniu stopniowania; jednak zamiast kaptura na głowę uczestnika zastosowany zostanie dopasowany ustnik. Podczas maksymalnego stopniowanego testu wysiłkowego uczestnicy będą również monitorowani za pomocą 12-odprowadzeniowego EKG, które będzie rejestrowane przez Quinton Q-Stress System (Mortara Instrument, Milwaukee, WI) i analizowane głównie przez PI (Joshua R. Sparks), który został przeszkolony i pracował w sytuacjach medycznych, w których był to jego główny obowiązek. Na bieżni Quinton Q-Stress TM65 zostaną przeprowadzone stopniowane maksymalne próby wysiłkowe. Inny przeszkolony personel będzie na miejscu, aby pomóc w monitorowaniu ciśnienia krwi każdego uczestnika i oceny postrzeganego wysiłku (RPE) i będzie rejestrowany co dwie minuty na każdym etapie, aby upewnić się, że nie mogą wystąpić żadne zdarzenia niepożądane. VO2peak ustalono na podstawie obserwacji co najmniej dwóch z następujących kryteriów: najwyższe zużycie tlenu osiągnięte przed osiągnięciem plateau w poborze tlenu i częstości akcji serca przy zwiększonej szybkości pracy, współczynnik wymiany oddechowej ≥ 1,15, ocena odczuwanego wysiłku ≥ 17 lub osiągnięcie wiek przewidywał maksymalne tętno za pomocą równania: 220-wiek. Po zakończeniu stopniowanych testów maksymalnego wysiłku uczestnicy zostaną poinstruowani co do dalszego etapu badania. Połowa z 20 uczestników (n=10) zostanie losowo przydzielona do 12-tygodniowego okresu kontrolnego obserwacji, który poprzedza ćwiczenia aerobowe, podczas gdy pozostali natychmiast rozpoczną ćwiczenia aerobowe.

Uczestnicy losowo przydzieleni do okresu kontrolnego zostaną poproszeni o utrzymanie normalnych codziennych czynności i będą proszeni o udział w sesji raz w tygodniu w celu cotygodniowego ważenia, aby obserwować wszelkie wahania wagi, które mogą wystąpić w ciągu 12-tygodniowego okresu kontrolnego . Po zakończeniu 12-tygodniowego okresu kontrolnego uczestnicy przydzieleni losowo do grupy kontrolnej zostaną poddani testom przed interwencją, które zostaną zaprojektowane w taki sam sposób, jak testy podstawowe. Po zakończeniu testów przed interwencją uczestnicy rozpoczną 12-tygodniową interwencję ćwiczeń aerobowych.

12-tygodniowa interwencja ćwiczeń aerobowych ma na celu wywołanie zmian fizjologicznych, które występują, gdy osoba dorosła prowadząca siedzący tryb życia, z nadwagą lub otyłością zaczyna być bardziej aktywna fizycznie. Uczestnicy będą przychodzić do CERC przez 3 nie następujące po sobie dni w tygodniu i ćwiczyć, aby uzyskać 10-12 kcal na kilogram masy ciała tygodniowo podczas chodzenia z 50-55% rezerwą tętna (HRR). Uczestnikom zostanie zaoferowana poranna lub popołudniowa sesja treningowa. Które sesje treningowe wybiorą (rano/po południu) zostaną zarejestrowane. Podczas każdej sesji ćwiczeń, przed rozpoczęciem sesji, rejestrowana jest masa ciała, a także tętno spoczynkowe i ciśnienie krwi. Każde zajęcia będą nadzorowane przez przeszkolony personel. Podczas sesji ćwiczeń tętno będzie rejestrowane co pięć minut, a ciśnienie krwi w połowie sesji. Bezpośrednio po wysiłku tętno i ciśnienie krwi, a także po 2-minutowym okresie odpoczynku zostaną zarejestrowane, aby zweryfikować, czy każdy uczestnik wraca do zdrowia bez żadnych komplikacji.

Po zakończeniu 12-tygodniowej interwencji z ćwiczeniami aerobowymi, testy pointerwencji odbędą się w tym samym schemacie, co testy wyjściowe i testy przed interwencją.