Hypoxisk träning och glukosmetabolism (HYTRIM)
29 oktober 2021 uppdaterad av: Maastricht University Medical Center
Träning under mild hypoxi exponering för omvänd försämrad glukosmetabolism hos överviktiga och feta människor
Fetmaepidemin kräver nya terapeutiska möjligheter för att förebygga och behandla fetma och dess samsjukligheter, bland annat insulinresistens och hjärt-kärlsjukdomar. Nya bevis tyder på att vävnadssyresättning spelar en viktig roll för kardiometabolisk hälsa. Märkligt nog är individer som bor på hög höjd (hypobarisk hypoxi) mindre benägna att utveckla typ 2-diabetes mellitus jämfört med individer som lever på havsnivå (normobarisk normoxi). Dessutom finns det bevis som tyder på att exponering för normobarisk hypoxi kan förbättra glukoshomeostas och insulinkänslighet hos både gnagare och människor.
Nivån av fysisk aktivitet är en viktig bestämningsfaktor för insulinkänslighet och glukoshomeostas. Det är välkänt att fysisk aktivitet förbättrar glukosupptaget på kort sikt och glykemisk kontroll på lång sikt. Intressant nog har nyare studier visat att ett akut anfall av träning under hypoxiska förhållanden (inandning av luft som innehåller mindre syre) kan leda till en mer uttalad förbättring av plasmaglukoskoncentrationer och/eller insulinkänslighet jämfört med normoxisk träning. Effekterna av upprepade hypoxiska träningspass på glukosprofilen under hela dagen (dvs. 24 timmars kontinuerlig glukosövervakning) förblir svåröverskådlig. I den nuvarande randomiserade, placebokontrollerade, singelblinda, cross-over studiestudien kommer utredarna att undersöka effekterna av träning under milda normobariska hypoxiska tillstånd (FiO2, 15 %) under 4 dagar i följd (2 x 30 minuters cykelpass vid 50 % WMAX) på postprandial substratmetabolism och 24h-glukosnivå hos överviktiga/fetma patienter med nedsatt glukostolerans. Utredarna antar att 4 dagars exponering för mild hypoxi under träning med måttlig intensitet förbättrar glukoshomeostas hos överviktiga och feta individer med nedsatt glukoshomeostas.
Studieöversikt
Status
Avslutad
Betingelser
Intervention / Behandling
Detaljerad beskrivning
I den nuvarande randomiserade, enkelblinda, placebokontrollerade cross-over-studien kommer försökspersoner att exponeras för normobarisk 1) mild hypoxi (syrenivå: 15 %) och 2) normoxi (syrenivå: 21 %) under träning (2 x 30 min/dag på en cykelergometer) med samma relativa träningsintensitet (lika med 50% WMAX under normoxiska förhållanden) under 4 dagar i följd. Försökspersoner kommer att tilldelas slumpmässigt till varje tillstånd (datorgenererad randomiseringsplan; blockstorlek, n=4), åtskilda av en tvättperiod (3-6 veckor). För att åstadkomma detta kommer försökspersonerna att träna i en syrekammare där syrekoncentrationen i den omgivande luften och, som sådan, syrenivåerna kan kontrolleras och övervakas noggrant. Försökspersonerna kommer att cykla två gånger om dagen i 30 minuter vid 50 % WMAX, bestämt av ett stegvis arbetsbelastningstest. Eftersom vi kommer att tillåta 5-10 minuter för försökspersoner att göra sig redo att börja det 30-minuters träningspasset, och tar hänsyn till en 5-minuters nedkylningsperiod innan de lämnar det hypoxiska rummet igen, kommer försökspersonerna att vara i rummet i 45 minuter för varje session.
Efter inledande screening ombeds försökspersoner att besöka universitetet under två perioder om 5 dagar i följd vardera med en tvättperiod på 3-6 veckor. Under de första 4 dagarna (tidsinvestering: 4,5 timmar/dag) kommer försökspersonerna att genomgå träningsregimen, som beskrivs ovan.
- På dag 1, den första morgonen av varje kur, en glukossensor (Enlite Glucose Sensor MiniMed; Medtronic). Sensorn sätts in subkutant, sätts in subkutant, 5 cm från naveln, på höger sida av buken, och kopplas till en kontinuerlig glukosmätare (iPro2 Professional CGM MiniMed; Medtronic, Northridge, CA, USA) . Sensorn kommer att förbli insatt under hela studien (dag 1-5). Dessutom kommer en fysisk aktivitetsmonitor (ActivPAL3 mikromonitor) att användas samtidigt för att övervaka deltagarnas fysiska aktivitet. I slutet av dag 5 tas glukossensorn och monitorn för fysisk aktivitet bort.
- Dag 1-5 (tidsinvestering: 4,5 timmar) kommer fastande blodprov att samlas in för att bestämma plasmametaboliter och inflammatoriska markörer, och blodtryck och kroppsvikt kommer att övervakas.
- På dag 5 (tidsinvestering: 8 timmar) kommer en blandad flytande måltidsutmaning att utföras för att bestämma fasta och postprandiala metabolitkoncentrationer, och substratoxidation (med indirekt kalorimetri). En skelettmuskelbiopsi (m. vastus lateralis) kommer att samlas in under fasta. Dessutom kommer HOMA-IR att användas för att uppskatta insulinresistens, med hjälp av fasteplasmaglukos och insulinvärden som mäts dagen efter avslutad 4-dagarsbehandling.
Efter initial screening, bedömningen av basal metabolisk hastighet (BMR) och det inkrementella arbetsbelastningstestet (för att bestämma den maximala arbetsbelastningen, WMAX), kommer försökspersonerna att behöva investera cirka 52 timmar.
Studietyp
Interventionell
Inskrivning (Faktisk)
11
Fas
- Inte tillämpbar
Kontakter och platser
Det här avsnittet innehåller kontaktuppgifter för dem som genomför studien och information om var denna studie genomförs.
Studieorter
-
-
-
Maastricht, Nederländerna, 6200MD
- Department of Human Biology, Maastricht University Medical Centre
-
-
Deltagandekriterier
Forskare letar efter personer som passar en viss beskrivning, så kallade behörighetskriterier. Några exempel på dessa kriterier är en persons allmänna hälsotillstånd eller tidigare behandlingar.
Urvalskriterier
Åldrar som är berättigade till studier
30 år till 70 år (Vuxen, Äldre vuxen)
Tar emot friska volontärer
Nej
Kön som är behöriga för studier
Manlig
Beskrivning
Inklusionskriterier:
- överviktig eller fetma (BMI >28 kg/m2)
- nedsatt glukostolerans (glukos i 2 timmar: >7,8 - 11,1 mmol/L)
- försökspersonerna måste vara viktstabila i minst 3 månader innan deltagande (ingen förändring i kroppsvikt: <3 kg förändring)
Exklusions kriterier:
- hjärt-kärlsjukdom (bestäms av frågeformulär, blodtryck (försökspersoner med måttlig till svår hypertoni (grad 2 eller 3 baserat på WHO-kriterier)
- typ 2 diabetes mellitus
- cancer
- astma
- bronkit
- kronisk obstruktiv lungsjukdom
- lungfibros
- obstruktiv sömnapné
- användning av syre hemma
- vilande SpO2 ≤93 %
- onormal pre-bronkodilator forcerad utandningsvolym (FEV1) och forcerad vitalkapacitet (FVC)
- lever- eller njursvikt (bestäms baserat på ALAT- respektive kreatininnivåer)
- sjukdom med en förväntad livslängd som är kortare än 5 år
- laktosintolerant
- missbruk av produkter (alkoholkonsumtion > 15 enheter/vecka)
- rökning
- planerar att gå ner i vikt (försökspersoner kommer att tillfrågas om de har viktminskningsplaner (t.ex. för att öka sin fysiska aktivitetsnivå eller ändra kost)
- användning av höga doser av antioxidantvitaminer
- användning av någon medicin som påverkar glukosmetabolism och inflammation
- skiftarbete
Studieplan
Det här avsnittet ger detaljer om studieplanen, inklusive hur studien är utformad och vad studien mäter.
Hur är studien utformad?
Designdetaljer
- Primärt syfte: Behandling
- Tilldelning: Randomiserad
- Interventionsmodell: Crossover tilldelning
- Maskning: Enda
Vapen och interventioner
Deltagargrupp / Arm |
Intervention / Behandling |
|---|---|
|
Experimentell: Träning med måttlig intensitet under mild normobarisk hypoxi
Deltagarna kommer att utföra träning med måttlig intensitet med hjärtfrekvens motsvarande 50 % WMAX (bestämt under test för maximal arbetsbelastning) under mild normobarisk hypoxi (FiO2: 15 %), två gånger 30 minuter per dag under 4 dagar i följd på en cykelergometer.
24 timmars glukoskoncentration kommer att övervakas kontinuerligt.
Efteråt kommer ett måltidstestprov att utföras på dag 5 för att fastställa fasta/postprandial substratoxidation.
|
Deltagaren kommer att utföra träningsinterventionerna som består av att cykla med pulsen som motsvarar 50 %WMAX (normoxi) eller puls som motsvarar 50 % WMAX (hypoxi) i 30 minuter, två gånger om dagen, under 4 dagar i följd.
24 timmars glukoskoncentration kommer att övervakas kontinuerligt.
|
|
Placebo-jämförare: Träning med måttlig intensitet under normoxi
Deltagarna kommer att utföra träning med måttlig intensitet vid 50 % WMAX (bestäms under test för maximal arbetsbelastning) under normoxi (FiO2: 21 %) två gånger 30 minuter per dag under 4 dagar i följd på en cykelergometer.
24 timmars glukoskoncentration kommer att övervakas kontinuerligt.
Efteråt kommer ett utmaningstest för måltidstest att utföras på dag 5 för att fastställa fasta/postprandial substratoxidation.
|
Deltagaren kommer att utföra träningsinterventionerna som består av att cykla med pulsen som motsvarar 50 %WMAX (normoxi) eller puls som motsvarar 50 % WMAX (hypoxi) i 30 minuter, två gånger om dagen, under 4 dagar i följd.
24 timmars glukoskoncentration kommer att övervakas kontinuerligt.
|
Vad mäter studien?
Primära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Genomsnittlig 24 timmars glukoskoncentration (dag 4)
Tidsram: Förändring av genomsnittlig glukoskoncentration jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 4
|
Glukoskoncentrationen kommer att mätas i den interstitiella vätskan i den subkutana fettvävnaden var 5:e minut med hjälp av en glukossensor (Enlite Glucose Sensor MiniMed; Medtronic) (iPro2 Professional CGM MiniMed; Medtronic, Northridge, CA, USA), som kommer att sättas in subkutant, vid 5 cm från naveln, på höger sida av buken, och kommer att anslutas till en kontinuerlig glukosmätare (iPro2 Professional CGM MiniMed; Medtronic, Northridge, CA, USA).
De kumulativa effekterna av 4-dagars träningsregimerna kommer att bestämmas med hjälp av de genomsnittliga 24 timmars glukosnivåer som samlats in på dag 4.
|
Förändring av genomsnittlig glukoskoncentration jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 4
|
Sekundära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Glykemisk variation under 24 timmar
Tidsram: Förändring av glykemisk variabilitet under 24 timmar jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 2, 3, 4 och 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
De kumulativa effekterna av 4-dagars träningsregimerna kommer att bestämmas med hjälp av 24 timmars glukosnivåer som samlades in på dag 4. Glykemisk variabilitet, som återspeglar akuta glukosfluktuationer, kommer att bedömas genom standardavvikelsen för den genomsnittliga 24 timmars glukoskoncentrationen (SD)
|
Förändring av glykemisk variabilitet under 24 timmar jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 2, 3, 4 och 5
|
|
Tid i hyper/hypoglykemi
Tidsram: Förändring av tid som spenderas vid hyper/hypoglykemi jämfört med måttlig träning under normoxi (21 % syre) dag 2, 3, 4 och 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
De kumulativa effekterna av 4-dagars träningsregimerna kommer att bestämmas med hjälp av 24-timmars glukosnivåer som samlats in på dag 4. frekvensen och varaktigheten av hypo- och hyperinsulinemi kommer att övervakas med hjälp av iPro2-enheten och Enlite Glucose Sensor (Medtronic) och definieras som en glukosnivå på ≥10,0 mmol/l för hyperglykemi, medan hypoglykemi kommer att definieras som en glukoskoncentration ≤3,9 mmol/l.
|
Förändring av tid som spenderas vid hyper/hypoglykemi jämfört med måttlig träning under normoxi (21 % syre) dag 2, 3, 4 och 5
|
|
Energiförbrukning
Tidsram: Förändring av energiförbrukning jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 5 under måltidstestet
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
Energiförbrukningen kommer att bestämmas med hjälp av indirekt kalorimetri vid dag 5 (under normoxi i båda perioderna), efter 4 på varandra följande dagar av träning under normoxi eller mild hypoxi.
|
Förändring av energiförbrukning jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 5 under måltidstestet
|
|
Substratoxidation
Tidsram: Förändring av substratoxidation jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 5 under måltidstestet
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
Substratoxidation (t.ex.
kolhydrat- och fettoxidation) kommer att bestämmas med hjälp av indirekt kalorimetri på dag 5 (under normoxi i båda perioderna), efter 4 dagars träning under normoxi eller mild hypoxi.
|
Förändring av substratoxidation jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 5 under måltidstestet
|
|
Systoliskt och diastoliskt blodtryck
Tidsram: Förändring av systoliskt och diastoliskt blodtryck jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 1, 2, 3, 4 och 5 under fasta.
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
Varje morgon, innan du äter frukost, kommer det systoliska och diastoliska blodtrycket att övervakas i mmHg.
|
Förändring av systoliskt och diastoliskt blodtryck jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 1, 2, 3, 4 och 5 under fasta.
|
|
HOMA-IR
Tidsram: Förändring av HOMA-IR jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 5 under fastande förhållanden
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
HOMA-IR kommer att bestämmas från cirkulerande insulin- och glukosnivåer vid provtagning på dag 5.
|
Förändring av HOMA-IR jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 5 under fastande förhållanden
|
|
Gen/proteinuttryck av AMPK och fosforylering av AMPK i skelettmuskelvävnad
Tidsram: Förändring av gen/proteinuttryck av AMPK i skelettmuskelvävnad jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 5, under fastande förhållanden, då skelettmuskelbiopsi kommer att samlas in
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
Skelettmuskelbiopsi kommer att utföras på dag 5 under fasta och kommer att analyseras för histologi och gen/proteinuttryck.
Genuttryck kommer att utföras med riktad q-PCR (kvantitativ polymeraskedjereaktion), och proteinuttryck kommer att utföras med hjälp av Western blotting för att kvantifiera uttryck av AMPK.
|
Förändring av gen/proteinuttryck av AMPK i skelettmuskelvävnad jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) på dag 5, under fastande förhållanden, då skelettmuskelbiopsi kommer att samlas in
|
|
Systemisk koncentration av interleukin-8 (IL-8; inflammatorisk markör)
Tidsram: Förändring av koncentrationer av IL-8 jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) under fasta på dag 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
På dag 5 kommer fasteblod att tas och analyseras för systemiska inflammatoriska markörer med hjälp av ELISA
|
Förändring av koncentrationer av IL-8 jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) under fasta på dag 5
|
|
Systemisk koncentration av tumörnekrosfaktor alfa (TNF-alfa; inflammatorisk markör)
Tidsram: Förändring av koncentrationer av TNF-alfa jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) under fasta på dag 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
På dag 5 kommer fasteblod att tas och analyseras för systemiska inflammatoriska markörer med hjälp av ELISA
|
Förändring av koncentrationer av TNF-alfa jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) under fasta på dag 5
|
|
Systemisk koncentration av interferon-gamma (IFN-gamma; inflammatorisk markör)
Tidsram: Förändring av koncentrationer av IFN-gamma jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % O2) under fasta på dag 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
På dag 5 kommer fasteblod att tas och analyseras för systemiska inflammatoriska markörer med hjälp av ELISA
|
Förändring av koncentrationer av IFN-gamma jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % O2) under fasta på dag 5
|
|
Systemisk koncentration av interleukin-6 (IL-6; inflammatorisk markör)
Tidsram: Förändring av koncentrationer av IL-6 jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) under fasta på dag 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
På dag 5 kommer fasteblod att tas och analyseras för systemiska inflammatoriska markörer med hjälp av ELISA
|
Förändring av koncentrationer av IL-6 jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) under fasta på dag 5
|
|
Fastande och postprandial plasmaglukoskoncentration
Tidsram: Förändring av fasta och postprandiala plasmaglukoskoncentrationer (mmol/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
På dag 5 kommer fastande och postprandialt cirkulerande glukoskoncentrationer (mmol/L) att bestämmas under ett test med hög kolhydratblandning.
|
Förändring av fasta och postprandiala plasmaglukoskoncentrationer (mmol/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
|
Fasta och postprandial plasmainsulinkoncentration
Tidsram: Förändring av fasta och postprandiala plasmainsulinkoncentrationer (mU/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
På dag 5 kommer fasta och postprandialt cirkulerande insulinkoncentrationer (mU/L) att bestämmas under ett test med hög kolhydratblandning.
|
Förändring av fasta och postprandiala plasmainsulinkoncentrationer (mU/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
|
Fastande och postprandial plasmakoncentration av fria fettsyror
Tidsram: Förändring av koncentrationen av fria fettsyror i plasma och postprandial (μmol/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
På dag 5 kommer fasta och postprandialt cirkulerande fria fettsyror koncentrationer (μmol/L) att bestämmas under ett högkolhydrattest med blandade måltider.
|
Förändring av koncentrationen av fria fettsyror i plasma och postprandial (μmol/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
|
Fastande och postprandial plasmaglycerolkoncentration
Tidsram: Förändring av fasta och postprandiala plasmaglycerolkoncentrationer (μmol/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
På dag 5 kommer fasta och postprandialt cirkulerande glycerol (μmol/L) att bestämmas under ett test med hög kolhydratblandning.
|
Förändring av fasta och postprandiala plasmaglycerolkoncentrationer (μmol/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
|
Fastande och postprandial plasmatriglyceridkoncentration
Tidsram: Förändring av fasta och postprandiala plasmatriglyceridkoncentrationer (μmol/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
På dag 5 kommer fasta och postprandialt cirkulerande triglycerider (μmol/L) att bestämmas under ett högkolhydrattest med blandade måltider.
|
Förändring av fasta och postprandiala plasmatriglyceridkoncentrationer (μmol/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
|
Fastande och postprandial plasmalaktatkoncentration
Tidsram: Förändring av fasta och postprandiala plasmalaktatkoncentrationer (mmol/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
Träning med måttlig intensitet under mild hypoxi jämfört med normoxi.
På dag 5 kommer fasta och postprandialt cirkulerande laktat (mmol/L) att bestämmas under ett test med hög kolhydratblandning.
|
Förändring av fasta och postprandiala plasmalaktatkoncentrationer (mmol/L) jämfört med träning med måttlig intensitet under normoxi (21 % syre) dag 5
|
Samarbetspartners och utredare
Det är här du hittar personer och organisationer som är involverade i denna studie.
Studieavstämningsdatum
Dessa datum spårar framstegen för inlämningar av studieposter och sammanfattande resultat till ClinicalTrials.gov. Studieposter och rapporterade resultat granskas av National Library of Medicine (NLM) för att säkerställa att de uppfyller specifika kvalitetskontrollstandarder innan de publiceras på den offentliga webbplatsen.
Studera stora datum
Studiestart (Faktisk)
22 juli 2019
Primärt slutförande (Faktisk)
18 december 2020
Avslutad studie (Faktisk)
18 december 2020
Studieregistreringsdatum
Först inskickad
16 juli 2019
Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna
20 februari 2020
Första postat (Faktisk)
21 februari 2020
Uppdateringar av studier
Senaste uppdatering publicerad (Faktisk)
1 november 2021
Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna
29 oktober 2021
Senast verifierad
1 oktober 2021
Mer information
Termer relaterade till denna studie
Nyckelord
Ytterligare relevanta MeSH-villkor
Andra studie-ID-nummer
- NL68218.068.18 / METC 18-059
Plan för individuella deltagardata (IPD)
Planerar du att dela individuella deltagardata (IPD)?
Nej
Läkemedels- och apparatinformation, studiedokument
Studerar en amerikansk FDA-reglerad läkemedelsprodukt
Nej
Studerar en amerikansk FDA-reglerad produktprodukt
Nej
Denna information hämtades direkt från webbplatsen clinicaltrials.gov utan några ändringar. Om du har några önskemål om att ändra, ta bort eller uppdatera dina studieuppgifter, vänligen kontakta register@clinicaltrials.gov. Så snart en ändring har implementerats på clinicaltrials.gov, kommer denna att uppdateras automatiskt även på vår webbplats .