Активность, ожирение и аппетит у подростков 2 Вмешательство (AAAA2INT)

Целью исследования является количественная оценка взаимосвязи между физической активностью, метаболической функцией и аппетитом у подростков. Для этого мы проверим нашу рабочую гипотезу о том, что высокие уровни регулярной физической активности от умеренной до высокой (MVPA), в отличие от состояния массы тела, приводят к метаболическому фенотипу, состоящему из усиленной метаболической функции и правильной регуляции аппетита. Мы будем случайным образом назначать малоподвижных подростков с избыточным весом/ожирением (N = 44) либо в контрольную группу, либо в группу структурированных упражнений на три месяца.

Специалист по статистике нашего исследования доктор Винсент Стэггс рандомизирует участников после того, как будет определено окончательное право на участие либо в контрольном информационном бюллетене, либо во вмешательстве с физическими упражнениями, сбалансированными по полу, чтобы обеспечить равный состав мужчин и женщин.

Размер выборки для исследования 2 (цель 2) был рассчитан на основе данных нашей лаборатории; небольшое экспериментальное исследование с сидячим и активным периодами для проверки осуществимости наших лабораторных протоколов. Основываясь на этих предварительных данных, которые аналогичны данным в существующей литературе, мы оцениваем изменения в оценках аппетита (голод) на 11% от исходного уровня, что соответствует размеру эффекта 0,67, в результате чего расчет размера выборки N = 35. Предполагая, что показатель отсева в течение трех месяцев составляет 10% (n=4), что обычно наблюдается в аналогичных вмешательствах, проводимых наставником доктором Доннелли, окончательный размер выборки устанавливается равным N=40.

Анализ данных будет завершен PI при содействии статистика доктора Стэггса и группы наставничества. Для измерений аппетита по визуальной аналоговой шкале (ВАШ), которые оцениваются в несколько моментов времени в рамках одного сеанса измерения, мы будем проводить анализ двумя способами. Во-первых, мы проведем анализ между группами, используя каждую из семи индивидуальных оценок (например, через 60 минут после еды), чтобы увидеть, различаются ли значения в зависимости от физической активности или группы массы тела. Во-вторых, мы также рассчитаем площадь под кривой (AUC) для каждой интересующей нас переменной (например, голод, грелин) и использовать эту меру для проверки групповых различий. Чтобы решить цель 1, гипотезу 2, мы повторим анализ, описанный выше, и включим чувствительность к инсулину в качестве ковариации. Для достижения цели 2, гипотезы 3, мы проведем межгрупповой анализ изменения во времени с использованием повторных измерений ANOVA, используя те же методы анализа переменных аппетита, что и в цели 1 (однократная оценка и AUC), с чувствительностью к инсулину, включенной в качестве ковариант.

Аппетит считается первичным результатом целей 1 и 2. Субъективная оценка чувства голода и вкусовых качеств будет выполняться с использованием самооценки визуально-аналоговых шкал (ВАШ), где каждая шкала состоит из 10-сантиметровой линии, разделяющей утверждения, такие как ?не в все голодные? и «чрезвычайно голоден». Восприятие пищевых ограничений, расторможенности и голода будет измеряться во время каждого сеанса измерения перед фиксированным приемом пищи с использованием трехфакторного опросника о еде (TFEQ). Опросник контроля пищевого поведения (CEQ) будет использоваться для оценки голода, сытости, тяги, желания есть определенные виды продуктов и способности сопротивляться желанию поесть. Объективная оценка аппетита будет выполнена с использованием образцов крови, взятых из постоянного катетера, и проанализирована на эпизодическую регуляцию следующих гормонов голодания и насыщения: глюкозы, инсулина, лептина, грелина, глюкагоноподобного пептида 1 (ГПП-1) и пептида ГГ (ПГГ). Все образцы будут смешаны со стандартным консервантом (400 мкл апротинина 10 000 KIU), центрифугированы, плазма разделена на аликвоты и будет храниться в морозильной камере при -80°C до анализа с использованием стандартных наборов в сторонней сертифицированной клинической лаборатории.

Измеренный аппетит будет оцениваться после фиксированного стандартного завтрака (40% RMR, состоящий из 55% углеводов, 15% белков, 30% жиров). Фиксированный завтрак будет подаваться, пока участник находится в состоянии голодания (≥12 часов с момента последнего приема пищи), и ему будет предложено съесть еду в течение 15 минут. Потребление пищи (общее количество килокалорий) будет оцениваться с помощью пиццы ad libitum, подаваемой через три часа после фиксированного приема пищи. Участникам будет дано указание есть до тех пор, пока они не будут комфортно сыты, и им будет сообщено, что они могут запросить больше еды в любой момент. Блюда будут подаваться порциями по 400 ккал, и каждую тарелку с едой будут взвешивать до и после подачи, без предметов? знания, а количество потребленного записывается. Все блюда будут подаваться в тихой столовой, где нет отвлекающих факторов, расположенной в CCHLN. Все продукты будут готовиться с использованием стандартной процедуры на метаболической кухне, чтобы обеспечить согласованность условий лечения, а состав питательных веществ в блюдах будет определяться с помощью программного обеспечения для анализа питательных веществ (Система данных о питательных веществах для исследований, версия 2016 г.).

Чувствительность к инсулину с помощью эугликемического или гиперинсулинемического клэмпа считается основным результатом для цели 1, гипотеза 2. Участники прибудут натощак (12 часов в течение ночи). Катетер будет вставлен в локтевую вену одной руки для инфузии инсулина и 20% декстрозы, а другой катетер будет вставлен в контралатеральную локтевую вену для забора крови. Участник будет спокойно отдыхать, и будет измерен RQ с помощью непрямой калориметрии (см. Скорость метаболизма в покое), после чего будет взято 3 исходных образца крови для установления исходного уровня глюкозы. Немедленно после этого и в течение 180 минут будет проводиться первичная непрерывная инфузия обычного человеческого инсулина со скоростью 40 мЕд?м2 площади поверхности тела? исходные уровни (ожидаемые 90-100 мг/дл). Измерения уровня глюкозы в крови будут выполняться каждые пять минут для определения скорости инфузии глюкозы с использованием анализатора YSI-2300. Кроме того, каждые десять минут кровь будет набираться в пробирки для отделения сыворотки, центрифугироваться и храниться при -80°С. C для последующего анализа инсулина. RQ снова будет измеряться через 2 часа в зажиме в течение 15 минут. Чувствительность к инсулину будет определяться скоростью утилизации глюкозы в течение последних 45 минут гиперинсулинемически-эугликемического клэмпа, когда будет установлена ​​эугликемия. Эта процедура будет проходить в исследовательском центре KUMC Clinical and Translation Science Unit.

Подростки будут случайным образом распределены либо на упражнения, либо на контрольное письмо с информационным бюллетенем на три месяца. Подростки, рандомизированные для выполнения упражнений, будут участвовать в контролируемой структурированной программе упражнений (ходьба на беговой дорожке, езда на велосипеде на велотренажере и т. д.) и расходуют эквивалент 400 ккал/занятие (примерно 45-60 мин/занятие) в течение трех дней/ неделя. Мы будем следовать протоколу наставника Dr. Джозеф Доннелли, с рекомендациями по упражнениям, увеличивающимися со 150 ккал/занятие в начале вмешательства до достижения целевого расхода энергии при выполнении упражнений (EEEx) (400 ккал/занятие) в конце 3-го месяца. Обоснование этой дозы структурированных упражнений основано на национальных и международных рекомендациях по физической активности для молодежи по 60 минут в день, а также на данных группы Доннелли и других, которые указывают на то, что этот уровень упражнений в течение трехмесячного периода приведет к улучшению кардиореспираторной подготовки у подростков участников.

EEEx будет оцениваться на исходном уровне и ежемесячно во время вмешательства, чтобы определить продолжительность упражнений на беговой дорожке, необходимую для достижения целей EEEx. EEEx будет оцениваться с помощью непрямой калориметрии (TrueOne 2400 Metabolic Measurement Cart, ParvoMedics, Солт-Лейк-Сити, Юта) с интервалом в одну минуту. Уравнение Вейра будет использоваться для расчета EEEx на основе измеренного потребления кислорода и производства углекислого газа. Перед каждой оценкой EEEx участники проведут короткую разминку (~ 2 минуты, 3–4 мили в час, оценка 0%). При базовой оценке скорость/уклон беговой дорожки будет начинаться с 3 миль в час/уклона 0% и будет регулироваться с шагом 0,5 миль/час/уклон 1% до тех пор, пока участник не достигнет ЧСС 70% максимум ≥4 ударов в минуту. В конце месяцев с 1 по 3 EEEx будет рассчитываться как при максимальной частоте сердечных сокращений (ЧСС) 70%, так и при 80%, чтобы учесть личные предпочтения в отношении ходьбы или бега. EEEx будет оцениваться как при 70% (15 минут), так и при максимальной ЧСС 80% (15 минут) с 2-минутным интервалом между оценками, чтобы участники могли снять мундштук и получить воду, если это необходимо. Либо скорость, либо уровень будут скорректированы в зависимости от предпочтений участника. Среднее значение EEEx за 15-минутный интервал (ккал/мин) будет использоваться для определения продолжительности тренировок, выполняемых в течение первого месяца. Например: EEEx = 9,2 ккал/минуту, предписанное упражнение = 400 ккал/занятие, продолжительность упражнения = 400/9,2. = 44 минуты/сеанс.

Все упражнения под наблюдением будут выполняться в CCHLN на беговой дорожке, где специалист по упражнениям каждые пять минут отслеживает частоту сердечных сокращений, скорость и уровень. Телевизоры и iPad будут доступны для просмотра участниками во время тренировки. Соответствие будет определяться как завершение 90% запланированных тренировок в неделю, и участники будут исключены, если они не выполнят это требование. Успешное завершение тренировки будет определяться поддержанием целевого ЧСС ≥4 ударов в минуту в течение предписанной продолжительности тренировки.

Как и в предыдущих исследованиях экспертов по лечению детского ожирения, мы будем использовать контрольную группу с информационным бюллетенем. Так же, как и в этих предыдущих исследованиях, семьи будут получать ежемесячный информационный бюллетень с «советами для родителей, образцами хвалебных заявлений, а также занятиями и рецептами, подходящими для детей». идентичен тому, что было использовано в работе лидеров в области педиатрического ожирения. Содержание будет аналогично тому, что проводится в рамках существующих групповых вмешательств с подростками с избыточным весом/ожирением в CCHLN под руководством наставника доктора Энн Дэвис.

Потребление энергии будет оцениваться с использованием трех методов: 1) объективно, по количеству килокалорий, потребленных во время приема пищи вволю (см. выше, раздел Фиксированные/неограниченные приемы пищи), 2) субъективно, оценивается в течение каждых 7 дней свободного проживания. период оценки с помощью 24-часовых отзывов о диете, проводимых диетологом, и 3) рассчитанный на основе метода баланса потребления. Субъективное потребление энергии будет оцениваться с использованием трех воспоминаний о питании, происходящих в случайно выбранные непоследовательные дни в течение каждого 7-дневного периода оценки (включая как минимум один выходной день), чтобы свести к минимуму подготовку, которая может повлиять на воспоминание, командой опытных ( >6 лет использования программного обеспечения Nutrient Data System for Research) зарегистрированных диетологов, использующих многопроходный подход, который использует подсказки для сокращения пропусков продуктов питания и стандартизирует методологию интервью для всех интервьюеров. Предполагаемое потребление энергии также будет рассчитываться с использованием метода баланса потребления во время каждого состояния лечения, основанного на принципах Первого закона термодинамики, с использованием следующего уравнения: рассчитанное потребление энергии = 1020 (?FFM/?t) + 9500(? FM/?t) + EE, где ?FFM и ?FM представляют собой изменение каждой переменной, измеренное с помощью DXA в начале и в конце каждого состояния периода оценки, ?t представляет дни между измерениями; 1020 и 9500 представляют плотность энергии в килокалориях FFM и FM на кг соответственно; EE представляет собой расход энергии, измеренный монитором активности.

Энергозатраты будут оцениваться в течение каждого 7-дневного периода оценки с использованием носимого на руке монитора (SenseWear Mini?, BodyMedia Inc.), который рассчитывает расход энергии с использованием трехосевой акселерометрии и измерений теплового потока, кожно-гальванической реакции, температуры кожи и температуры окружающей среды.

Состав тела, включая жировую и безжировую массу, будет измеряться с использованием двухэнергетического рентгеновского абсорбциометра всего тела (DXA, система Lunar DPX, версия 3.6) с участником, одетым в хирургическую одежду и босиком.