Физические упражнения, кишечная микробиота и диабет 2 типа (Ex-GM-T2D)

Диабет 2 типа — это глобальная метаболическая эпидемия и серьезная глобальная угроза здоровью. В 2021 году во всем мире диабетом страдали 537 миллионов взрослых в возрасте 20–79 лет. СД2 связан с опасными для жизни микро- и макрососудистыми осложнениями, которые вносят огромный вклад в бремя смертности и инвалидности во всем мире. СД2 определяется гипергликемией натощак, которая в значительной степени является вторичной по отношению к неадекватному действию инсулина. СД2 обычно предшествует состояние промежуточной гипергликемии или Pre-D, которое характеризуется нарушением уровня глюкозы натощак (НГГ), нарушением толерантности к глюкозе (НТГ) или тем и другим и значительно увеличивает риск развития СД2. При СД2, хотя уровень инсулина нормальный или высокий, такие ткани, как печень, скелетные мышцы и жировая ткань, становятся резистентными к инсулину, что приводит к повышению уровня глюкозы в крови. СД2 связан с системной воспалительной реакцией, которая, по-видимому, является независимым фактором риска развития СД2. Кроме того, у людей с СД2, как правило, более окислительная внутренняя среда, чем у здоровых людей. Было обнаружено, что окислительный стресс, вызванный гипергликемией, влияет на сигнальный каскад инсулина и снижает транскрипцию гена GLUT4, а также изменяет митохондриальную активность. Патофизиология СД2 также связана с составом ГМ. Предполагается, что дисбиоз СОЖ играет центральную роль в патогенезе инсулинорезистентности и СД2 посредством нескольких механизмов.

Установлена ​​важная роль регулярных физических упражнений для профилактики и лечения СД2. Большинство преимуществ физических упражнений для лечения и профилактики СД2 реализуется за счет адаптации скелетных мышц, что, в свою очередь, вызывает острое и хроническое улучшение действия инсулина. Физические упражнения также оказывают противовоспалительное действие. Новые данные свидетельствуют о том, что физические упражнения также могут благоприятно влиять на СД2, улучшая состав ГМ. Наиболее многообещающим эффектом регулярных физических упражнений является изменение ГМ в сторону более здорового микробного состава за счет производства более разнообразного ГМ, уменьшения количества патогенных бактериальных сообществ и увеличения количества бактерий, продуцирующих КЦЖК. Однако влияние физических упражнений на структуру и функцию СОЖ у людей с СД2 плохо изучено, поскольку на данный момент в этой области существует лишь ограниченное количество исследований.

Согласно предварительному анализу мощности (вероятностная ошибка 0,05 и статистическая мощность 80%), размер выборки в 8-10 участников/группу считался подходящим для выявления статистически значимых изменений между испытаниями. Таким образом, ≥60 человек среднего возраста будут оценены на предмет соответствия критериям участия в исследовании. Исследование будет проводиться в параллельном, рандомизированном, контролируемом дизайне. Участники будут в первую очередь проинформированы о процедурах исследования, а также о преимуществах и возможных рисках, а также подпишут форму информированного согласия на участие в исследовании. Все подходящие лица предоставят образцы крови для определения уровня глюкозы в крови натощак, гликозилированного гемоглобина (HbA1c) и инсулина в плазме натощак, а также пройдут пероральный тест на толерантность к глюкозе (ОГТТ) для определения своего гликемического профиля, в соответствии с которым они будут характеризуются как люди с нормальной толерантностью к глюкозе (NGT), или люди с преддиабетом (пред-D), или люди с диабетом 2 типа (T2D). Уровни физической активности также будут оцениваться с помощью Международного опросника по физической активности (IPAQ). После этого участники каждой стадии толерантности к глюкозе будут случайным образом распределены либо на 12-недельные регулярные комбинированные аэробные и силовые упражнения в соответствии с рекомендациями для людей с пред-Д и СД2, либо будут вести малоподвижный образ жизни в течение 12 недель. Таким образом, шесть групп вмешательства будут следующими: i) группа NGT (NGTG), люди NGT - без упражнений, ii) группа упражнений NGT (NGTG+Ex), люди NGT, которые будут участвовать в тренировках и детренировках, iii) pre-D группа (pre-DG), лица pre-D - без упражнений, iv) группа упражнений pre-D (Pre-DG+Ex), лица pre-D, которые будут участвовать в тренировках и детренировке, v) группа T2D (T2DG), Лица с СД2 – без упражнений, и vi) группа упражнений с СД2 (T2DG+Ex), лица с СД2, которые будут участвовать в тренировках и детренировке. Рандомизация условий будет осуществляться с помощью программного обеспечения, генерирующего случайные целые числа, доступного в Интернете (Random.org).

Базовые измерения будут проводиться в Лаборатории биохимии, физиологии и питания при физических упражнениях (SmArT Lab) факультета физического воспитания и спорта Университета Фессалии: физиологические показатели (частота сердечных сокращений в покое, систолическое и диастолическое артериальное давление в покое, скорость метаболизма в покое). , антропометрические характеристики (рост тела, масса тела, индекс массы тела), состав тела (количество жировой ткани, тощая масса тела, жировая масса, плотность костей), мышечная работоспособность [аэробная способность (VO2max), изокинетическая сила нижних конечностей ( изометрический, концентрический и эксцентрический крутящий момент разгибателей и сгибателей коленного сустава), сила хвата, мышечная сила (прыжок встречным движением)]. Кроме того, участники предоставят фекалии для определения состава ГМ и метаболитов ГМ [короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК)], а также образцы крови для определения общего анализа крови (ОАК), системного воспаления [фактора некроза опухоли альфа ( TNF-α), интерлейкин 6 (IL-6), С-реактивный белок (CRP), зонулин, белок, связывающий липополисахариды (LBP)], окислительно-восстановительный статус крови [общая антиоксидантная способность (TAC), каталаза (CAT), белковые карбонилы (PC), восстановленный глутатион (GSH), окисленный глутатион (GSSG), соотношение GSH/GSSG, малоновой диальдегид (MDA), мочевая кислота, билирубин] и липидный профиль [общий холестерин (CHO-T), липопротеины низкой плотности (LDL) , липопротеины высокой плотности (ЛПВП), триглицериды (ТГ)]. Кроме того, участники будут записывать свой рацион посредством 7-дневного воспоминания перед участием в первом экспериментальном условии, а данные о питании будут проанализированы. Все вышеперечисленные измерения будут повторены через 12 недель тренировок, а также через 4 недели периода детренировки. Участники, которые будут распределены по обычным упражнениям, за исключением VO2max, дополнительно пройдут оценку максимальной силы основных групп мышц для определения интенсивности программы упражнений каждого участника; определение аэробной способности и мышечной силы также будет повторяться через четыре недели регулярных тренировок для необходимой корректировки интенсивности программы упражнений.