Ett försök för att fastställa effekterna av träning vid inflammatoriska tarmsjukdomar och reumatoid artrit (ExMET-IBD)

Bakgrund:

Fördelarna med träning är rikliga (1). De är fysiska, psykologiska och sociala. Träning uppvisar sina effekter på flera system genom flera mekanismer. Dessa mekanismer är ofta dåligt förstådda. Långvarig styrketräning ger många hälsofördelar. Det är associerat med minskad risk för låggradiga inflammatoriska sjukdomar, förbättrad metabol profil hos patienter med typ två-diabetes och förebyggande av osteoporos (2, 3). Medlen för att styrketräning uppnår detta är inte helt klarlagda. En studie av pediatriska patienter med inflammatorisk tarmsjukdom fann att denna patientkohort tolererade högintensiv träning väl (4). Regelbunden träning kan bidra till att förbättra sjukdomsaktiviteten vid inflammatorisk tarmsjukdom genom att frigöra antiinflammatoriska cytokiner från myocyter under träning.

Intestinal mikrobiota tros nu vara en nyckellänk i sjukdomsuttryck hos människor (5). Tidigare studier har visat att aerob träning hos överviktiga ungdomar har lett till särskilda förändringar i tarmmikrobiotan (6). Dessa förändringar verkar vara relaterade till viktminskningen. Detta kan avgöra mängden vikt och kroppsfett som förloras av dessa ungdomar.

Ihållande motstånd och aerob träning leder också till förändringar i immunologiska baslinjeprofiler, särskilt cytokiner (7).

Utredarna strävar efter att undersöka sambandet mellan förändringar i tarmmikrobiota efter ett strukturerat blandat träningsprogram för kardio-andning och styrketräning och sambandet med förändringar i cytokinprofil, procentandel av förlorat kroppsfett och sjukdomsaktivitet.

Hypotes:

1. Ett strukturerat, 8-veckors blandat träningsprogram för kardio-andning och styrketräning resulterar i specifika förändringar i tarmmikrobiota i inaktiva sjukdomspopulationer.
2. För inaktiva individer är förändringar i tarmens mikrobiota efter ett 8-veckors träningsprogram associerade med förändringar i immunologisk profil.
3. Justera för mängden träning som utförs, är större minskningar i procent kroppsfett förknippade med närvaron av särskilda tarmmikrobiotaförändringar efter träning.
4. Förbättrad sjukdomskontroll, humör och ångest tillstånd uppstår efter ett 8-veckors träningsprogram. Detta är förknippat med förändringar i tarmens mikrobiota och immunologiska profiler.

Studera design:

• Prospektiv, randomiserad kontrollstudie
• Interventionell

Efter identifiering av lämpliga patienter och efterföljande rekrytering kommer både IBD- och RA-patienter att randomiseras i 2 grupper i förhållandet 1:1.

Den första gruppen går omedelbart in i ett 8-veckors träningsprogram och mäts vid tidpunkt 0 - vecka 0 - och tidpunkt 1 - vecka 8. Den andra gruppen kommer att gå in i ett försenat 8-veckors träningsprogram efter att först ha genomfört en 8-veckors period och bibehålla sina vanliga nivåer av låg fysisk aktivitet. Dessa patienter kommer att mätas vid tidpunkt 0 , tidpunkt 1 och tidpunkt 2.

Provstorlek:

Utredarna kommer att försöka rekrytera deltagare i följande grupper

1. Inflammatorisk tarmsjukdom, ulcerös kolit och Crohns - totalt 30 patienter
2. Reumatoid artrit - 30 patienter

Randomiseringsprocess:

Ämnen kommer att randomiseras till 8-veckors tränings- eller 16-veckors vanlig fysisk aktivitet + träningsgrupper genom deras urval av lämpligt märkta kuvert som innehåller gruppnumret de ska rekryteras till. Försökspersoner kommer att rekryteras på 1:1-basis till 8 veckors studie: 16 veckors studie. Randomisering kommer att ske vid det första screeningbesöket och kommer att bevittnas av försökspersonen och av 2 utredare.

Intervention:

Ett minimistandardiserat, blandat cardio-andnings- och styrketräningsprogram kommer att försöka följas. Ett individuellt träningsprogram kommer att levereras med säkerhet i åtanke. Detta program kommer att vara lämpligt för nybörjare och kommer att baseras på en grundläggande "soffa till 5 km" träningsplan identisk med den som användes i vår tidigare forskningsstudie, ExMET-studien. Enligt vår erfarenhet gillade deltagarna detta program och gick bra framåt, trots sin inaktivitet vid utgångsläget. Ämnen får gå längre än detta program men endast under övervakning av gyminstruktören eller utredarna. Fria vikter kommer inte att ingå i träningsprogrammet. För motståndsövningar kommer försökspersonerna initialt att behöva utföra 1 till 2 set med 8 till 12 repetitioner av 70 % av deras max 1 repetition. Detta kommer att ökas till 3 set med 8 till 12 repetitioner. En lämplig uppvärmning kommer att uppmuntras för att minimera skador. Gyminstruktörer kommer att finnas tillgängliga på plats under hela träningsprogrammet för hjälp om individer har frågor angående deras träningsprogram, inspelning av aktiviteter på FITLINXX eller gymmaskiner.

• Typ av träning: Aerobic och motståndsträning - Alternativen inkluderar promenader/löpning på löpband, stationär cykling, crosstrainer, steppermaskin för aerob träning. Motståndsövningar kommer att omfatta 6-8 olika maskinbaserade övningar med fokus på core muskelstyrka samt muskelgrupper i över- och underkroppen t.ex. bröstpress, benförlängningar.
• Intensitet: Måttlig till kraftig intensitet enligt Borgs upplevda ansträngningsskalan.
• Varaktighet: 18 till 20 minuters aerobicsessioner som initialt eskalerar varje vecka med hjälp av standardsoffan till 5 km-protokoll.
• Frekvens: Tre träningspass per vecka.
• Längd: 8 veckor.

Metodik:

Efter rekrytering, slutförande av processen för informerat samtycke och screening för inklusions- och exkluderingskriterier, kommer patienter att uppmanas att delta i 2 eller 3 mätbesök beroende på randomisering. Dessa besök kommer att äga rum i Clinical Sciences Building på Cork University Hospital. Konfidentiell demografisk information kommer att samlas in från varje ämne, inklusive ämnets kön, ålder, ras, vikt och längd. Information om patientens sjukdomshistoria och aktuella medicinska status kommer att erhållas. Validerade frågeformulär om efterlevnad av medicin, dvs. Morisky efterlevnadsskalan, fysisk aktivitet och självupplevd stress: Beck Depression Inventory, Hospital Anxiety and Depression scale och State/trait Anxiety Inventory frågeformulär samt frågeformulär om livskvalitet inklusive SF-36 kommer att fyllas i. ut.

Dual-Energy X-ray Absorptiometry skanning kommer att utföras för att mäta kroppssammansättning inklusive procent kroppsfett.

Patienterna kommer att fylla i en detaljerad kostundersökning Food Frequency Questionnaire liknande den som genomfördes i en nyligen genomförd studie från vårt center (8). Patienternas sjukdomsaktivitet kommer att bedömas genom klinisk undersökning och historia. Sjukdomsaktivitetsindexpoäng, Harvey Bradshaw för Crohns sjukdom, Powell-Tuck för ulcerös kolit och DAS-28-CRP för RA kommer att registreras.

Efter dessa mätningar och en lämplig uppvärmning kommer individer att genomgå Rockport en mils gångtest för att fastställa en baslinjenivå för kondition och uppskattad VO2 max. Detta sub-maximala konditionstest innebär att deltagarna går en mil i rask takt utan att stanna. De är tidsinställda och i slutet av proceduren mäts individens hjärtfrekvens. Ett uppskattat VO2 max kan beräknas baserat på tidigare validerade studier (9). Detta test kommer att genomföras under konsekventa och pålitliga miljöförhållanden på inomhusbanan på Mardyke Arena.

Efter dessa procedurer och mätningar kommer försökspersonerna att bekanta sig med träningsprogrammet och utrustningen inom Mardyke arena. Ämnen kommer att delta i en 90-minuters introduktionssession med en dedikerad gyminstruktör från Mardyke Arena. Under dessa sessioner kommer instruktörerna att demonstrera säker och lämplig användning av utrustning, vilket illustrerar den korrekta tekniken för motståndsövningar. För att föra ett register över alla träningspass som genomförts under de 8-veckors träningsprogrammen kommer deltagarna att visas hur man korrekt registrerar sin individuella aktivitet på FITLINXX aktivitetsövervakningssystem, intill varje maskin i Mardyke Arena. Försökspersonerna kommer att ha stora möjligheter att prova och öva på dessa maskiner samt att mätas för sin max 1 repetition. värden som krävs för de individuella muskelstärkande målen.

Träningsprogrammets efterlevnad kommer att övervakas genom att undersöka veckovisa nedladdningar av varje ämnes loggade träningsaktiviteter i Mardyke-arenan. För de ämnen som inte upprätthåller minimikraven för träning, kommer ämnet att kontaktas per telefon och underlättas för att säkerställa att framstegen matchar minimistandarden under nästa vecka. Om detta inte uppnås eller försökspersonen vill dra sig ur studien kommer de inte längre att vara involverade i studien.

Utfallsmått:

• Förändring i intestinal mikrobiota och virom - Tarmmikrobiota och virom kommer att tas från fekala prover från försökspersonerna. Dessa kommer sedan att lagras innan de karakteriseras och kvantifieras. Gallsyraprofiler (avförings-, blod- och urinprofiler) kommer att analyseras i början och slutet av studien för att se efter potentiella förändringar med träning. Detta kommer att utföras i APC, University College Cork eller Teagasc Moorepark, Fermoy.
• Vilande nivåer av immunologiska markörer (cytokiner som TNF alfa, IL-6) vid tidpunkter under programmet.
• Förändring i glukos- och kolesterolprofiler som svar på träning.
• Bevis på förändring i kondition - Förutspådd VO2 max via 1-mile walk test (Rockport test).
• Förändring i procent kroppsfett - DEXA - Skanningar av total kroppssammansättning utförs i CUH.
• Grundläggande biokemi och hematologi inklusive CRP och kreatinkinas
• Vikt, längd, BMI och midje/höftmått.
• Matfrekvensdagbok inklusive alkoholkonsumtion ska mätas vecka 0 och vecka 8.
• Urin-, fekal och blodmikrobiell metabolomik mäts vid varje tidpunkt
• Sjukdomsaktivitetspoäng - dessa kommer att mätas med validerade sjukdomsaktivitetsindex; Harvey-Bradshaw Index för patienter med Crohns sjukdom och Simple Clinical Colitis Activity Index samt Powell-Tuck Index för patienter med ulcerös kolit. För patienter med RA kommer DAS-28 CRP-poängen att beräknas.
• Livskvalitet, humör och ångestpoäng kommer att registreras: Becks depressionsinventering, Hospital Anxiety and Depressions Scale (HADS), State/Trait Anxiety Inventory kommer att användas för att övervaka förändringar i humör/ångest. Short form-36 (SF 36) kommer att användas för att övervaka förändringar i livskvalitet.

Övergripande statistisk dataanalys:

Utredarna har tillgång till sofistikerade biostatistiska analysplattformar för att skapa associationer baserat på olika kriterier.