„HIIT Średni Kiloen”.

Zamiar:

Przeprowadzimy projekt składający się z dwóch badań, aby zbadać wpływ treningu interwałowego o wysokiej intensywności (HIIT) i interwencji związanej ze stylem życia u otyłych dzieci i młodzieży na kilka metabolicznych czynników ryzyka i problemów psychologicznych. Ponadto pragniemy ułatwić tworzenie stałych ukierunkowanych propozycji szkoleniowych dla dzieci i młodzieży z otyłością z lokalnym zakotwiczeniem w gminach. W ten sposób wzmacniać i utrzymywać zaangażowanie w aktywny tryb życia przez cały okres dojrzewania.

Badanie 1 zbada wartość grupowej interwencji HIIT w lokalnym środowisku dzieci jako dodatek do zatwierdzonego protokołu interwencji związanej ze stylem życia i zbada związek między HIIT, aktywnością fizyczną i jakością życia. Ponadto chcemy zbadać możliwość zastosowania i przestrzeganie programu HIIT w środowisku społecznościowym.

W badaniu 2 zbadany zostanie wpływ połączonego HIIT i zatwierdzonej interwencji związanej ze stylem życia na ektopowe odkładanie się tłuszczu, wrażliwość na insulinę, stan zapalny i funkcję mikrokrążenia mięśni u dzieci z ciężką otyłością. To badanie pozwoli nam lepiej zrozumieć wzajemne oddziaływanie między ważnymi składnikami patofizjologii powikłań związanych z otyłością a możliwymi pozytywnymi skutkami interwencji HIIT.

Tło:

Leczenie otyłości u dzieci W ciągu ostatnich 30 lat przeprowadzono kilka badań nad różnymi rodzajami interwencji w styl życia, koncentrując się na modyfikacjach diety, zwiększeniu aktywności psychicznej i terapii behawioralnej. Przegląd Cochrane z 2019 roku wykazał znacznie lepszy wynik multidyscyplinarnej interwencji rodzinnej, która łączyła wszystkie trzy elementy.

W Danii powszechnie stosuje się metodę leczenia otyłości, opracowaną w Klinice Dziecięcej Otyłości Szpitala Regionalnego w Holbæk. Ta metoda opisana w protokole Kliniki Leczenia Otyłości Dziecięcej (TCOCT) wykazała pozytywne wyniki zarówno w uzyskaniu, jak i utrzymaniu utraty wagi u dzieci z otyłością. Leczenie obejmuje interwencję dotyczącą stylu życia obejmującą wszystkie aspekty życia codziennego, m.in. wskazówki dotyczące diety, aktywności fizycznej, snu, czasu przed ekranem i problemów społecznych. Jednak interwencja szkoleniowa nie jest obecnie częścią standardowego programu leczenia otyłości oferowanego większości dzieci z otyłością w Danii. W rzeczywistości żadne wcześniejsze duńskie badanie nie zbadało wpływu HIIT w połączeniu z modyfikacją stylu życia na zdrowie fizjologiczne i psychiczne w dużej kohorcie dzieci i młodzieży z otyłością.

Trening interwałowy o wysokiej intensywności. Trening interwałowy o wysokiej intensywności definiuje się jako przerywane okresy ćwiczeń z intensywnością sięgającą 90-95% maksymalnego tętna. Kilka badań pokazuje, że HIIT powoduje redukcję masy ciała, zdrowie układu sercowo-naczyniowego i jakość życia. Otyłe dzieci i młodzież często zniechęcają się do uprawiania sportu z powodu wcześniejszych złych doświadczeń i porażek. Dlatego też, aby odnieść sukces, niezbędna jest specjalistyczna organizacja zajęć grupowych, w której dzieci nie czują się napiętnowane i mogą socjalizować się z rówieśnikami.

Nasze poprzednie badanie (Nordlet) obejmujące 160 otyłych dzieci z protokołem TCOCT wykazało istotnie lepszy wskaźnik uwagi w poradniach miejskich niż w szpitalu uniwersyteckim, zwłaszcza w grupie dzieci o niskim statusie społecznym. Dlatego też, lokując interwencję w społeczności lokalnej, pracujemy nad ograniczeniem nierówności zdrowotnych, których doświadcza wiele otyłych dzieci, oraz zwiększeniem zaangażowania i uwagi.

Psychospołeczne konsekwencje interwencji otyłości. Dzieciństwo i młodość odgrywają bardzo ważną rolę w rozwoju zrównoważonego zdrowia psychicznego. Mimo to psychospołeczny wpływ otyłości jest często pomijanym kamieniem węgielnym w ocenie skutków programów interwencji związanych ze stylem życia. Dotychczasowe badania wykazały, że otyłe dzieci i młodzież często cierpią z powodu niskiej jakości życia i depresji, co podkreśla potrzebę interwencji.

Aby zająć się zdrowiem psychospołecznym, dzieci cierpiące na otyłość poddawane są w naszym ośrodku testom Beck Youth Inventory, Pediatric Quality of Life (PedsQl) i indeksowi WHO-5. Indeks WHO-5 to prosty kwestionariusz z 5 tematami dotyczącymi dobrostanu. PedsQl to zatwierdzony kwestionariusz, który ocenia aspekty jakości życia za pomocą 23 pytań. Test Inwentarza Młodzieży Becka jest szczegółowym kwestionariuszem obejmującym objawy psychiatryczne, takie jak depresja i obraz siebie, i umożliwia ocenę efektów w tych obszarach. Według naszej wiedzy żaden z wymienionych testów nie został wykorzystany w badaniach uzupełniających na dużą skalę z HIIT i interwencją stylu życia.

Otyłość i metabolizm Wiadomo, że otyłość młodzieńcza prowadzi w wieku dorosłym do chorób sercowo-naczyniowych i metabolicznych, ale już w dzieciństwie widoczne są powikłania metaboliczne. Przypuszcza się, że mechanizmy patologiczne są wynikiem lipotoksyczności - „teorii chorego tłuszczu”. Teoria chorego tłuszczu opisuje wrodzoną ludzką zdolność do odkładania nadmiaru energii w postaci trójglicerydów w podskórnej tkance tłuszczowej, a przekroczenie tej zdolności prowadzi do apoptozy adipocytów i przyciągania prozapalnych komórek odpornościowych. Po przekroczeniu podskórnej pojemności magazynowania tkanka tłuszczowa gromadzi się w narządach, takich jak wątroba i mięśnie, co skutkuje insulinoopornością i niealkoholową stłuszczeniową chorobą wątroby (NAFLD). Chociaż ta teoria jest wiarygodna, nie została jeszcze w pełni przetestowana na otyłych dzieciach. Postępy w technologii MRI pozwalają obecnie na nieinwazyjne ilościowe oznaczanie tłuszczu zdeponowanego w narządach i mięśniach. W ten sposób możliwe staje się zbadanie gromadzenia się tłuszczu i skutków interwencji w tym kontekście. Nasza grupa badawcza ma doświadczenie w nowatorskiej technice, zwanej płynnymi biopsjami, do pomiaru krążących pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (EV) pochodzących z komórek wątroby i mięśni, zapewniając pośredni pomiar odkładania się tłuszczu w wątrobie i mięśniach. Poprzez zaawansowaną analizę próbek krwi i specjalistyczne metody rezonansu magnetycznego chcemy zbadać złożony związek kilku parametrów fizjologicznych i metabolicznych z powikłaniami związanymi z otyłością i ocenić wpływ HIIT i modyfikacji stylu życia na te interakcje.

Protokół HIIT:

W każdej gminie powołamy 1-3 zespoły obejmujące różne obszary geograficzne. Zespoły szkoleniowe liczyć będą od 6 do 10 dzieci i młodzieży. Umieszczając zespoły szkoleniowe w najbliższym otoczeniu dzieci, mamy nadzieję na ułatwienie kontaktów społecznych i włączenie dzieci z rodzin ze wszystkich warstw społecznych.

Dzieci wybrane losowo do HIIT będą wykonywać nadzorowane sesje treningowe trzy razy w tygodniu. Wszystkie programy HIIT składają się z ćwiczeń obejmujących 4 x 4 min. interwały przy 90-95% HRmax, z 3-minutową aktywną regeneracją pomiędzy każdym interwałem. Trenerami będą studenci fizjoterapii lub studenci Instytutu Nauk o Zdrowiu i Technologii Uniwersytetu w Aalborgu. Wszyscy trenerzy otrzymają instrukcje, jak dostosować interwencje treningowe, aby zainspirować do ćwiczeń fizycznych o wysokiej intensywności.

Duński Urząd ds. Zdrowia i TCOCT zalecają 60 minut aktywności fizycznej dziennie, ale kilka badań wykazało, że cel ten jest trudny do utrzymania. W celu zbadania siedzącego trybu życia i poziomu aktywności poza ośrodkiem szkoleniowym, dzieci zostaną poproszone o noszenie akcelerometru (Axivity, AX3, Newcastle, Wielka Brytania) przez 7 dni w punkcie wyjściowym oraz po 3 i 12 miesiącach.

Grupa kontrolna o normalnej wadze:

Do badania 2 zostanie włączona grupa kontrolna o normalnej masie ciała, dobrana pod względem wieku. Jednak te dzieci nie będą przechodzić sesji szkoleniowych, a jedynie badania MRI i pobieranie krwi na początku badania. Wybraliśmy tę procedurę, ponieważ badania zastosowane w obecnym badaniu są raczej nowe. Zatem brakuje reprezentatywnych wartości referencyjnych dla pęcherzyków pozakomórkowych i reaktywnego przekrwienia (ocenianego metodą MR-BOLD).

Pakiety robocze (WP):

Projekt zostanie podzielony na sześć WP.

WP 1: Badanie kliniczne, interwencja HIIT. WP 1 służy jako podstawa dla wszystkich innych WP w projekcie. Harmonogram uzyskiwania miar wyników jest opisany pod każdym WP. Oprócz rejestrowania danych podczas wszystkich sesji szkoleniowych, punkty czasowe pozyskiwania danych będą na początku, 3 miesiące i 12 miesięcy.

Wszystkie otyłe dzieci włączone do projektu (zarówno w badaniu 1, jak iw badaniu 2) zostaną początkowo poddane protokołowi leczenia przypominającemu protokół TCOCT.

Na początku zbierane będą dane antropometryczne (wzrost, waga, obwód talii i bioder, BMI, BMI-SDS), ciśnienie krwi i dane dotyczące okresu dojrzewania.

Natychmiast po pomiarach wyjściowych dzieci zostaną losowo przydzielone do HIIT + TCOCT lub samego TCOCT za pomocą skomputeryzowanej procedury randomizacji.

WP 2: Psychospołeczne skutki HIIT Wszystkie zapisane dzieci i ich główni opiekunowie zostaną poproszeni o wypełnienie indeksu WHO-5, pediatrycznej jakości życia (PedsQl) i testu Beck Youth Inventories.

Wszystkie kwestionariusze zostaną przeprowadzone na początku oraz po 3 i 12 miesiącach w celu oceny krótko- i długoterminowych efektów psychospołecznych HIIT. Wszystkie kwestionariusze zostaną ocenione na koniec projektu po 12 miesiącach.

WP 3: Zapalenie, stres oksydacyjny i wrażliwość na insulinę. Dzieci z badania 2 spotkają się na Oddziale Pediatrii Szpitala Uniwersyteckiego w Aalborg na jednodniowym przyjęciu, aby przeprowadzić wszystkie badania w ciągu tego samego dnia, aby uniknąć błędu czasowego. Dzieci spotkają się po całonocnym poście.

Przeszkolony personel będzie pobierał próbki krwi w celu zbadania standardowej analizy próbek krwi, w tym glukozy, HbA1C, parametrów czynności wątroby i tarczycy, biomarkerów prozapalnych i pęcherzyków pozakomórkowych.

Wszystkie pomiary zostaną przeanalizowane na Wydziale Biochemii Szpitala Uniwersyteckiego w Aalborgu.

WP 4: Ektopowe odkładanie tłuszczu. WP 4 składa się ze skanów MRI brzucha i dolnej części ciała w celu zbadania stopnia odkładania się tłuszczu w narządach i mięśniach. Doświadczony personel na Wydziale Radiologii Szpitala Uniwersyteckiego w Aalborg wykona wszystkie badania MR.

Aby zbadać pozakomórkowe pęcherzyki z wątroby, mięśni i ich ekspresję istotnych patofizjologicznie białek błonowych (np. CD36), analiza laboratoryjna zostanie przeprowadzona metodą cytometrii przepływowej małych cząstek na wysokoczułym cytometrze przepływowym.

WP 5: Funkcja mięśni i śródbłonka. W odniesieniu do badań MR w WP 4, dzieci zostaną poddane badaniu MR BOLD, w ramach którego metodą obrazowania i mankietem do pomiaru ciśnienia krwi na podudziu zbada się stopień reaktywnego przekrwienia w mikrokrążeniu.

WP 6: Ocena procesu kotwienia:

Po zakończeniu projektu dokonamy oceny ustalonych programów HIIT poprzez ciągły dialog i warsztaty z uczestniczącymi gminami.

Perspektywy:

Spodziewamy się, że HIIT w połączeniu z protokołem TCOCT będzie miał znaczący wpływ na samopoczucie i jakość życia dzieci. Ponadto spodziewamy się, że dzieci doświadczą redukcji BMI oraz niższych poziomów metabolicznych i sercowo-naczyniowych czynników ryzyka otyłości.

Jednym z naszych głównych celów jest pokazanie skuteczności HIIT i możliwości zastosowania HIIT w warunkach społecznościowych. Niniejszym zwracamy uwagę na znaczenie włączenia aktywności fizycznej w leczeniu otyłości.

Wyniki tego badania pozwolą lepiej zrozumieć mechanizmy leżące u podstaw powikłań związanych z otyłością u dzieci i młodzieży z otyłością. Ponadto nasze odkrycia mogą okazać się cenne w codziennej praktyce klinicznej w celu dalszego zindywidualizowania leczenia otyłości u dzieci i poprawy zarówno strategii zapobiegawczych, jak i terapeutycznych.