Aktywność, otyłość i apetyt u młodzieży 2 Interwencja (AAAA2INT)

Celem pracy jest ilościowe określenie zależności między aktywnością fizyczną, funkcją metaboliczną i apetytem u młodzieży. Aby to zrobić, przetestujemy naszą hipotezę roboczą, że wysoki poziom regularnej umiarkowanej do intensywnej aktywności fizycznej (MVPA), w przeciwieństwie do stanu masy ciała, skutkuje fenotypem metabolicznym składającym się ze zwiększonej funkcji metabolicznej i właściwej regulacji apetytu. Losowo przydzielimy siedzących nastolatków z nadwagą / otyłością (N = 44) do grupy kontrolnej lub grupy ćwiczeń zorganizowanych na trzy miesiące.

Nasz statystyk badań, dr Vincent Staggs, losowo przydzieli uczestników po ostatecznym ustaleniu, czy kwalifikują się do grupy kontrolnej biuletynu lub ćwiczeń fizycznych, zrównoważonych pod względem płci, aby zapewnić równy skład mężczyzn i kobiet.

Wielkość próby dla Badania 2 (Cel 2) została obliczona na podstawie danych z naszego laboratorium; małe badanie pilotażowe z okresami siedzącymi i aktywnymi w celu przetestowania wykonalności naszych protokołów laboratoryjnych. Na podstawie tych wstępnych danych, które są podobne do danych w istniejącej literaturze, szacujemy zmiany w ocenach apetytu (głodu) o 11% od wartości początkowej, co odpowiada wielkości efektu 0,67, co daje obliczenia wielkości próby N=35. Zakładając wskaźnik rezygnacji na poziomie 10% (n=4) podczas trzymiesięcznej interwencji, co jest typowo obserwowane w podobnych interwencjach prowadzonych przez Mentora Dr. Donnelly'ego, ostateczna wielkość próby jest ustalona na N=40.

Analiza danych zostanie zakończona przez PI z pomocą statystyka dr Staggsa i zespołu mentorskiego. W przypadku pomiarów apetytu w wizualnej skali analogowej (VAS), które są oceniane w wielu punktach czasowych w ramach jednej sesji pomiarowej, przeprowadzimy analizy na dwa sposoby. Najpierw przeprowadzimy analizy pomiędzy grupami, wykorzystując każdą z siedmiu indywidualnych ocen (np. 60 minut po posiłku), aby sprawdzić, czy wartości różnią się w zależności od aktywności fizycznej lub grupy masy ciała. Po drugie, obliczymy również pole pod krzywą (AUC) dla każdej zmiennej będącej przedmiotem zainteresowania (np. głód, grelina) i użyj tej miary do testu różnic między grupami. Aby odnieść się do celu 1, hipotezy 2, powtórzymy analizy opisane powyżej i uwzględnimy wrażliwość na insulinę jako współzmienną. Aby odnieść się do celu 2, hipotezy 3, przeprowadzimy pomiędzy grupami analizy zmian w czasie przy użyciu ANOVA z powtarzanymi pomiarami, stosując te same techniki analizy dla zmiennych apetytu, jak opisano w celu 1 (pojedyncza ocena i AUC), z uwzględnieniem wrażliwości na insulinę jako współzmienna.

Apetyt jest uważany za główny wynik Celu 1 i 2. Subiektywna ocena głodu i smakowitości zostanie zakończona za pomocą samooceny wizualnych skal analogowych (VAS), przy czym każda skala składa się z 10-centymetrowej linii oddzielającej stwierdzenia, takie jak ?nie w wszyscy głodni? i ?bardzo głodny?. Postrzeganie ograniczenia dietetycznego, odhamowania i głodu będzie mierzone podczas każdej sesji pomiarowej przed ustalonym posiłkiem przy użyciu Kwestionariusza Trzyczynnikowego Odżywiania (TFEQ). Kwestionariusz Kontroli Odżywiania (CEQ) zostanie wykorzystany do oceny głodu, sytości, zachcianek, chęci zjedzenia określonych rodzajów żywności oraz zdolności do przeciwstawienia się pokusie jedzenia. Obiektywna ocena apetytu zostanie przeprowadzona na podstawie próbek krwi pobranych z założonego na stałe cewnika i przeanalizowanych pod kątem epizodycznej regulacji następujących hormonów na czczo i sytości: glukozy, insuliny, leptyny, greliny, glukagonopodobnego peptydu 1 (GLP-1) i peptydu RR (PYY). Wszystkie próbki zostaną zmieszane ze standardowym środkiem konserwującym (400 ?l 10 000 KIU aprotyniny), odwirowane, osocze podzielone na porcje i przechowywane w zamrażarce -80°C do czasu analizy przy użyciu standardowych zestawów w zewnętrznym certyfikowanym laboratorium klinicznym.

Apetyt mierzony będzie oceniany po ustalonym standardowym śniadaniu (40% RMR, w składzie 55% węglowodany, 15% białko, 30% tłuszcz). Stałe śniadanie zostanie podane na czczo (?12 godzin od ostatniego posiłku) i zostanie poproszony o zjedzenie posiłku w ciągu 15 minut. Spożycie pokarmu (całkowita liczba kcal) zostanie ocenione na podstawie pizzy ad libitum serwowanej trzy godziny po stałym posiłku. Uczestnicy zostaną poinstruowani, aby jedli aż do pełnego zadowolenia i poinformowani, że w dowolnym momencie mogą poprosić o więcej posiłku. Posiłki będą wydawane w porcjach po 400 kcal, a każda miska z jedzeniem będzie ważona przed i po podaniu, bez przedmiotów? wiedzy, a ilość zużytego odnotowana. Wszystkie posiłki będą serwowane w cichej, wolnej od zakłóceń sali jadalnej znajdującej się w CCHLN. Wszystkie potrawy będą przygotowywane przy użyciu standardowej procedury w kuchni metabolicznej, aby zapewnić spójność warunków leczenia, a skład składników odżywczych posiłków zostanie określony za pomocą oprogramowania do analizy składników odżywczych (Nutrient Data System for Research, wersja 2016).

Wrażliwość na insulinę poprzez technikę klamry euglikemicznej i hiperinsulinemicznej jest uważana za główny wynik dla Celu 1, hipoteza 2. Uczestnicy przybywają na czczo (12 godzin w ciągu nocy). Cewnik zostanie wprowadzony do żyły łokciowej jednego ramienia w celu podania insuliny i 20% dekstrozy, a drugi cewnik zostanie wprowadzony do żyły łokciowej po przeciwnej stronie w celu pobrania krwi. Uczestnik będzie spokojnie odpoczywał, a RQ zostanie zmierzone za pomocą kalorymetrii pośredniej (patrz Spoczynkowe tempo metabolizmu), a następnie pobrane zostaną 3 podstawowe próbki krwi w celu ustalenia wyjściowych poziomów glukozy. Bezpośrednio po i trwający 180 minut zostanie podany stały wlew podstawowy zwykłej insuliny ludzkiej z szybkością 40 mU?m2 powierzchni ciała ?1?min?1 wraz ze zmiennym wlewem 20% dekstrozy w celu utrzymania euglikemii na poziomie odpowiadającym poziomy wyjściowe (oczekiwane 90-100 mg/dl). Pomiary stężenia glukozy we krwi będą wykonywane co pięć minut w celu określenia szybkości wlewu glukozy za pomocą analizatora YSI-2300. Co więcej, co dziesięć minut krew będzie pobierana do probówek do oddzielania surowicy, odwirowywana i przechowywana w -80? C do późniejszej analizy insuliny. RQ będzie ponownie mierzone 2 godziny w zacisku przez okres 15 minut. Wrażliwość na insulinę zostanie określona na podstawie szybkości usuwania glukozy podczas ostatnich 45 minut klamry hiperinsulinemiczno-euglikemicznej, kiedy zostanie ustalona euglikemia. Ta procedura zostanie przeprowadzona w ośrodku badawczym KUMC Clinical and Translation Science Unit.

Młodzież zostanie losowo przydzielona do grupy kontrolnej ćwiczeń lub biuletynu przez trzy miesiące. Młodzież przydzielona losowo do ćwiczeń będzie uczestniczyć w nadzorowanym ustrukturyzowanym programie ćwiczeń (chodzenie na bieżni, jazda na rowerze stacjonarnym itp.) i zużywa równowartość 400 kcal/sesję (około 45-60 min/sesję) przez trzy dni/ tydzień. Będziemy postępować zgodnie z protokołem Mentora Dr. Josepha Donnelly'ego, z zaleceniem ćwiczeń od 150 kcal/sesję na początku interwencji do osiągnięcia docelowego wydatku energetycznego (EEEx) (400 kcal/sesję) pod koniec 3. miesiąca. Uzasadnienie dla tej dawki zorganizowanych ćwiczeń opiera się na krajowych i międzynarodowych zaleceniach dotyczących aktywności fizycznej dla młodzieży wynoszącej 60 minut dziennie, wraz z danymi zespołu Donnelly i innych, które wskazują, że ten poziom ćwiczeń w okresie trzech miesięcy spowoduje poprawę w sprawności krążeniowo-oddechowej u młodzieży.

EEEx będzie oceniane na początku i co miesiąc podczas interwencji w celu określenia czasu trwania ćwiczeń na bieżni wymaganego do osiągnięcia celów EEEx. EEEx będzie oceniane za pomocą kalorymetrii pośredniej (TrueOne 2400 Metabolic Measurement Cart, ParvoMedics, Salt Lake City, Utah) w odstępach jednominutowych. Równanie Weira zostanie użyte do obliczenia EEEx na podstawie zmierzonego zużycia tlenu i produkcji dwutlenku węgla. Przed każdym egzaminem EEEx uczestnicy przeprowadzają krótką rozgrzewkę (ok. 2 minuty, 3-4 mile na godzinę, nachylenie 0%). Podczas oceny początkowej prędkość/nachylenie bieżni rozpocznie się od 3 mil/godz./0% nachylenia i będzie korygowana o 0,5 mil/godz./1% nachylenia, aż uczestnik osiągnie 70% HR maks. 4 uderzeń/minutę. Pod koniec miesięcy od 1 do 3, EEEx zostanie obliczone zarówno przy 70%, jak i 80% maksymalnego tętna (HR), aby dostosować się do osobistych preferencji dotyczących chodzenia lub biegania. EEEx zostanie oceniony zarówno przy 70% (15 minut), jak i 80% HR max (15 minut) z 2-minutową przerwą między ocenami, aby umożliwić uczestnikom wyjęcie ustnika i nabranie wody, jeśli jest taka potrzeba. Prędkość lub stopień zostaną dostosowane w zależności od preferencji uczestnika. Średnia wartość EEEx z 15-minutowego interwału (kcal/minutę) zostanie wykorzystana do określenia czasu trwania sesji ćwiczeń wykonywanych w ciągu pierwszego miesiąca. Na przykład: EEEx = 9,2 kcal/minutę, zalecane ćwiczenia = 400 kcal/sesję, czas trwania ćwiczeń = 400/9,2 = 44 minuty/sesję.

Wszystkie nadzorowane ćwiczenia będą odbywać się w CCHLN na bieżni, a tętno, prędkość i stopień będą monitorowane przez specjalistę ds. ćwiczeń co pięć minut. Do dyspozycji uczestników będą telewizory i iPady, które będą mogli oglądać podczas ćwiczeń. Zgodność zostanie zdefiniowana jako ukończenie ponad 90% zaplanowanych sesji ćwiczeń tygodniowo, a uczestnicy zostaną wykluczeni, jeśli nie spełnią tego wymogu. Pomyślne ukończenie sesji ćwiczeń zostanie zdefiniowane jako utrzymanie docelowego HR >4 uderzeń na minutę przez zalecany czas trwania ćwiczeń.

Podobnie jak w poprzednich badaniach prowadzonych przez ekspertów zajmujących się leczeniem otyłości u dzieci, wykorzystamy grupę kontrolną biuletynu. Podobnie jak w poprzednich badaniach, rodziny będą otrzymywać miesięczny biuletyn z ?radami dla rodziców, przykładowymi pochwałami oraz odpowiednimi dla dzieci zajęciami i przepisami? identyczny z tym, który został wykorzystany w pracy liderów w dziedzinie otyłości dziecięcej. Treść będzie podobna do tej dostarczanej w istniejących interwencjach grupowych z młodzieżą z nadwagą/otyłością w CCHLN pod kierunkiem mentora dr Ann Davis.

Pobór energii będzie oceniany trzema metodami: 1) obiektywnie, mierzony ilością kalorii spożytych podczas posiłku ad libitum (patrz wyżej, rozdział Posiłki stałe/ad libitum), 2) subiektywnie, oceniany w każdym wolno żyjącym 7-dniowym okres oceny za pośrednictwem 24-godzinnych przypomnień żywieniowych podawanych przez dietetyka oraz 3) obliczony na podstawie metody bilansu spożycia. Subiektywne spożycie energii zostanie ocenione za pomocą trzech przypomnień dietetycznych, które mają miejsce w losowo wybranych nie następujących po sobie dniach w ciągu każdego 7-dniowego okresu oceny wolnego życia (w tym co najmniej jednego dnia weekendu), aby zminimalizować przygotowania, które mogłyby zniekształcić pamięć, przez zespół doświadczonych ( > 6 lat przy użyciu oprogramowania Nutrient Data System for Research) zarejestrowanych dietetyków stosujących podejście wieloprzebiegowe, które wykorzystuje zachęty w celu ograniczenia pomijania żywności i standaryzuje metodologię wywiadu wśród ankieterów. Szacowany pobór energii zostanie również obliczony przy użyciu metody bilansu spożycia podczas każdego warunku leczenia, w oparciu o zasady Pierwszej Zasady Termodynamiki, przy użyciu następującego równania: obliczony pobór energii = 1020 (?FFM/?t) + 9500(? FM/At) + EE, gdzie AFFM i AFM oznaczają zmianę w każdej zmiennej, jak zmierzono za pomocą DXA na początku i na końcu każdego warunku okresu oceny, At oznacza dni pomiędzy pomiarami; 1020 i 9500 oznaczają gęstość energii w kcal, odpowiednio, FFM i FM na kg; a EE reprezentuje wydatek energetyczny mierzony przez monitor aktywności.

Wydatek energetyczny będzie szacowany podczas każdego 7-dniowego okresu oceny swobodnego życia za pomocą monitora naramiennego (SenseWear Mini?, BodyMedia Inc.), który oblicza wydatek energetyczny za pomocą trójosiowej akcelerometrii i pomiarów strumienia ciepła, galwanicznej reakcji skóry, temperatura skóry i temperatura otoczenia w pobliżu ciała.

Skład ciała, w tym masa tłuszczu i masa beztłuszczowa, zostanie zmierzony za pomocą absorpcjometru rentgenowskiego o podwójnej energii (DXA, system Lunar DPX, wersja 3.6) z uczestnikiem ubranym w fartuch chirurgiczny i bosymi stopami.