Optimering av träningsintensitet under högintensiv intervallträning för glukoskontroll vid prediabetes

Rekrytering Rekrytering 12 män kommer att rekryteras genom Church and Borth GP Surgeries i Aberystwyth. Patienter som går till läkarbesök och som anses löpa risk att utveckla diabetes kommer att få ett blodprov taget som en del av vanlig vård, detta prov kommer att analyseras för HbA1c. Om HbA1c-värdet är mellan 42 och 47 mmol·mol-1 anses patienten vara prediabetiker. Vanlig vård för denna grupp skulle vara att informera den nydiagnostiserade patienten per brev om testresultatet och ge information om kost och träning för att minska risken att utveckla T2DM. Patienter som har haft ett HbA1c-värde på mellan 42 och 47 mmol·mol-1 under de senaste 12 månaderna kommer att identifieras av operationen som sedan kommer att kontakta patienten per post med information om studien, inklusive kontaktinformation till forskargruppen. Forskargruppen kommer inte att ha någon kontakt med patienten om de inte tar kontakt för att begära mer information. Dessutom kommer affischer att placeras runt Aberystwyth University campus, Aberystwyth town, och ett e-postmeddelande kommer att skickas till IBERS och universitetspersonal, samt använda sociala medier, inklusive WARU (https://waru.org.uk/cms/) Facebook- och Twitter-konton. Potentiella deltagare, som inte rekryteras genom sin husläkarmottagning, men som har diagnostiserats med prediabetes kan kontakta forskargruppen för att anmäla sitt intresse.

Efter kontakt som uttryckt intresse för att delta kommer forskargruppen att förse individen med deltagarinformationsbladet via e-post eller post. Om individen efter att ha mottagit och läst deltagarinformationen fortfarande är intresserad av att bli involverad i studien kommer kontaktuppgifterna också att vidarebefordras till Cardiology Department of Bronglais General Hospital. Samtycke kommer att erhållas innan kontaktinformation delas. En tid kommer sedan att ordnas mellan kardiolog och deltagare för första besöket, chefsutredaren kommer även att närvara vid detta första besök.

Besök ett Vid ankomsten till det lokala sjukhuset kommer deltagarna att få en detaljerad verbal förklaring av studieprotokollet av chefsutredaren, som kommer att förklara syftet med studien och uttryckligen ange vad som krävs av dem. Deltagaren kommer också att ha möjlighet att ställa frågor om studien och informeras om sin rätt att dra sig ur utan att behöva någon förklaring. De kommer sedan att ge skriftligt informerat samtycke till att delta i studien. När samtycke har getts kommer deltagarna att ombes fylla i ett frågeformulär för hälsoscreening. Efter detta kommer deltagaren att genomföra ett ansträngningstest med kontinuerlig elektrokardiogram (EKG)-övervakning, med hjälp av "Bruce-protokollet", som kommer att undersökas för en indikation på kardiovaskulär sjukdom. Om deltagaren utesluts från studien baserat på sina EKG-resultat kommer de att informeras av kardiologen som sedan informerar sin husläkare. Om deltagaren inte utesluts i detta skede kommer ett datum och en tid för det andra besöket att ordnas.

Besök två Vid ankomsten kommer deltagaren att ges möjlighet att be om förtydligande om någon aspekt av studien och deras inblandning, de kommer också att påminnas om rätten att dra sig ur studien. Deltagaren kommer att sitta i 10 minuter innan blodtrycket (Omron M2 Basic, Automatic Blood Pressure Monitor, Milton Keynes, Storbritannien) höjd (Harpenden Stadiometer, Holtain Ltd; Crymych, UK) kroppsmassa (Tanita, Body Composition Analyzer, DC-430MA, Amsterdam, Nederländerna) och midjemåttet (Rollfix, Hoechstmass, Västtyskland) registreras och Body Mass Index (BMI) beräknas. Ett blodprov från fingertopparna kommer att tas och analyseras för glykerat hemoglobin (HbA1c) och blodlipidprofil (Alere Afinion AS100, Abbott, Cheshire, Storbritannien). Deltagarna kommer sedan att genomföra ett maximalt träningstest som kommer att innebära att ett "ramptest" utförs på en cykelergometer (Lode Excaliber sport V2, Lode BV, Gronigen, Nederländerna) för att fastställa VO2peak och Gas Exchange Threshold (GET). Ergometern kommer att justeras så att varje motiv är bekväm, och inställningarna kommer att spelas in och replikeras under alla efterföljande träningstest. Testet kommer att involvera tre minuters trampning vid 0 W, följt av en kontinuerlig rampad ökning av arbetshastigheten med 15 W·min-1. Deltagarna kommer att instrueras att hålla en kadens på 65 ± 5 r.p.m. under hela testet. När deltagaren inte längre kan hålla ≥ 55 r.p.m., trots muntlig uppmuntran, kommer testet att avslutas. Under hela testet kommer hjärtfrekvensen (HR) att registreras via kortvågstelemetri (Polar, S610i, Kempele, Finland). Lunggasutbyte och ventilation kommer att mätas andetag för andetag (COSMED Quark CPET, COSMED srl, Rom; Italien). Gasanalysatorerna kommer att kalibreras före varje test med gaser av känd koncentration, och turbinvolymgivaren kommer att kalibreras med hjälp av en tre-liters spruta. VO2peak kommer att bestämmas som den högsta VO2 uppmätt under 30 sekunder och GET kommer att bestämmas med V-slope-metoden (Beaver et al. 1986) som den första oproportionerliga ökningen av koldioxidutsläpp (VCO2) i förhållande till VO2. Arbetshastigheten motsvarande 105 % av VO2peak, och 50 %∆ av GET, vilket är 50 % av skillnaden mellan GET och VO2peak, kommer att beräknas med linjär regression av VO2 kontra arbetshastighet med hänsyn tagen till eftersläpningen i VO2 i förhållande till arbetshastighet som existerar under inkrementell rampövning (Whipp et al. 1981). Efter avslutad träning kommer deltagarna att få en meny från vilken de kommer att välja fem måltider (två frukostar, en lunch och två middagar) att äta före och efter var och en av de tre experimentella försöken.

Slutligen kommer deltagarna att få en ActiGraph-aktivitetsspårare och instruktioner om dess användning. Trackern kommer att bäras av deltagaren under en period på två och en halv dag under vart och ett av de tre experimentella försöken; dagen före en prövning från att vakna, dagen för prövningen tills man går i säng och dagen efter prövningen från att man vaknat till två timmar efter den andra kolhydratbelastningen (CHO).

Besök tre Besök tre kommer att äga rum dagen före det första experimentella försöket. Deltagaren kommer att anlända före 14:00 för att hämta sina måltider. Medan deltagarna kan variera innehållet i måltiderna på vardera sidan av ett försök, kommer måltiderna att dupliceras i innehåll och tid för konsumtion för var och en av de tre experimentella försöken. För att hjälpa deltagarna kommer ett schema med måltider och försök att fyllas i och förses med måltiderna. Detta schema kommer att användas för deltagarna att registrera eventuellt ytterligare matintag, inklusive mellanmål, som konsumeras före och efter den första experimentella prövningen så att de kan replikeras för de efterföljande försöken.

Under detta besök kommer deltagaren också att utrustas med en FreeStyle Libre-sensor (FreeStyle Libre-sensor, Flash Glucose Monitoring System, Abbott Laboratories LTD., Maidenhead; Berkshire), och kommer att visas hur man använder läsaren. FreeStyle Libre-sensorn är ett 14-dagars kontinuerligt personligt glukosövervakningssystem som loggar interstitella glukosnivåer, sensorn är monterad på den icke-dominanta överarmen under hela studien. Sensorn består av en liten skiva, ungefär lika stor som ett £2-mynt, 5 mm på höjden och 35 mm i diameter (Abbott, 2018), med ett lim för att fästa sensorn på deltagaren, det finns också en liten filament, cirka 0,4 mm tjock och 5 mm i höjd, vilket mäter de interstitiella glukosnivåerna (FreeStyle, 2016). Deltagarna kommer att instrueras att skanna sensorn antingen före varje måltid eller var åttonde timme, och även innan de somnar och så snart de vaknar. När sensorn har skannats överförs data till läsaren och visar trenden för de interstitiella glukosnivåerna under de senaste åtta timmarna, och dessa data lagras i upp till 90 dagar.

Besök fyra - sex deltagare kommer att delta i laboratoriet vid vart och ett av dessa tillfällen vid samma tid på dagen för att minimera variationer under dygnet. Deltagarna kommer att ha ätit den tillhandahållna frukosten minst en timme innan de anländer till laboratoriet. Vid ankomsten kommer deltagarna att sitta i 10 minuter innan blodtrycket registreras och ett venöst blodprov tas från antecubitalvenen med en 21-gauge precisionsnål (Becton-Dickinson, Oxford, Storbritannien). Blod kommer att samlas in i ett 6 mL K2EDTA-behandlat vacutainerrör (BD Vacutainer Systems, Plymouth, Storbritannien). 1,5 µl helblod kommer att överföras direkt från vacutainern till en lipidtestkassett och analyseras omedelbart på Alere Afinion AS100 POC-analysator (Abbott, Illinois, USA). Ytterligare 1,0 µl helblod kommer att analyseras omedelbart för glukos och laktat (2300 Stat Plus, YSI, Yellow Springs, USA). Det återstående blodet kommer att centrifugeras vid 1500xg i 10 minuter vid 4°C, plasman kommer att pipetteras i polypropenmikrocentrifugrör (Eppendorf, Hamburg, Tyskland) innan det förvaras vid -80°C för senare analys (insulin).

Deltagarna kommer att utföra vart och ett av de tre olika tillstånden en gång under studiens varaktighet. De experimentella förhållandena kommer att utföras i slumpmässig ordning, bestämt av WinPepi för Windows, med var och en av de experimentella försöken separerade med fem dagar. De tre villkoren är; slutföra tio intervaller med en arbetshastighet som motsvarar 105 % av VO2peak med ett arbetsviloförhållande på 1:1, slutföra tio intervaller med en arbetstakt som motsvarar 50 % ∆ GET, med ett arbetsviloförhållande på 1:1, och en kontroll (CON) session utan träning. Återhämtning i vart och ett av träningsförsöken kommer att innebära fri cykling utan motstånd. Längden på intervallet och återhämtningsperioderna kommer att variera mellan försöken så att det totala arbete som utförs under varje försök, exklusive CON, kommer att vara detsamma, varaktigheten på intervallen kommer att bestämmas av 50% ∆-försöket som kommer att sättas till 60 s för arbets- och återhämtningsintervaller. Varje träningsförsök kommer att föregås och följas av en fem minuters uppvärmning och nedkylning med en arbetsbelastning på 30 W. Deltagarna kommer att kunna dricka kranvatten ad libitum före, under och efter försöket.

Under träningsförsöken kommer deltagarna att bli ombedda att rapportera sin Rating Perceived Exertion (RPE) från Borgs RPE-skala (Borg, 1982) under vart och ett av återhämtningsintervallen. Under hela försöket kommer lunggasutbyte och ventilation att mätas andetag för andetag och hörfrekvens registreras.

Efter avslutad nedkylning kommer deltagarna att sitta och blodtrycket registreras. Deltagarna kommer att behöva konsumera en CHO-belastning på 75 g CHO i form av glukosmonohydrat i 200 ml vatten efter den fem minuter långa återhämtningsperioden. Deltagarna är sedan fria att duscha och byta om innan ett slutligt blodprov och blodtrycksmätning tas, en timme efter avslutad träning. Deltagarna kommer att få en flaska innehållande 75 g CHO i form av glukosmonohydrat i 200 ml vatten, de kommer att bli ombedda att dricka detta nästa dag av försöket, samtidigt som den första CHO-laddningen.

Besök Sju deltagare kommer att delta i laboratoriet för att ta bort glukossensorn och för att returnera den interstitiella glukosläsaren och aktivitetsmätaren.

Biverkningar Alla biverkningar (AE), allvarliga biverkningar (SAE) eller misstänkta oväntade allvarliga biverkningar (SUSAR) kommer att rapporteras till studiesponsorn via Aberystwyth Universitys standardrapporteringsmekanismer. Potentiell AE skulle innefatta; muskelömhet/skada, illamående och kardiovaskulära händelser. Risken för var och en av dessa kommer att minimeras genom lämpliga uppvärmnings- och nedkylningsövningar och kardiovaskulär screening.