Personlig träning för ungdomar med typ 2-diabetes för att tidigt förebygga betacellsdysfunktion (PT4DEEP)

Diabetes mellitus (DM) är en metabolisk sjukdom som kännetecknas av hyperglykemi på grund av insulinutsöndring eller otillräcklig insulinfunktion. Vid typ 2-diabetes (T2DM) är den vanligaste typen av DM, högt kroppsmassaindex, ohälsosam kost, minskad fysisk aktivitet, ogynnsam intrauterin miljö och ogynnsam genetisk predisposition bland riskfaktorerna. Under de senaste 20 åren har förekomsten av T2DM bland ungdomar ökat flera gånger i världen.

Jämfört med vuxna med T2DM som utvecklar sekundära komplikationer vid en senare ålder trots att de varit insulinresistenta i flera år, utvecklar ungdomar klinisk T2DM och komplikationer snabbare och mer aggressivt. Ungdomar med T2DM har mycket dåliga behandlingsresultat och en snabb nedgång i sin glykemiska kontroll med nuvarande behandlingsprotokoll. Tidig debut av T2DM och långvarig exponering för dessa metabola abnormiteter förstärker de långvariga mikro- och makrovaskulära komplikationerna hos dessa barn. Enligt T2DM-atlasen från International Diabetes Federation kommer T2DM också att nå en epideminivå i 2045-projektionen hos ungdomar och ungdomar. Därför förhindrar utvecklingen av T2DM, bromsar utvecklingen av sjukdomen, stoppar och behandling får stor betydelse.

De centrala metaboliska faktorerna i utvecklingen av T2DM hos ungdomar inkluderar IR i levern, muskler, fettvävnad och eventuellt β-cellsvikt. De detaljerade molekylära mekanismerna relaterade till den patologiska processen är dock ännu inte klarlagda. Oxidativ stress, som uttrycks som störning av den oxidativa balansen, angriper friska celler i kroppen och orsakar försämring av deras funktioner och strukturer. Det har rapporterats att oxidativ stress spelar en viktig roll både i patogenesen av T2DM och i utvecklingen av sjukdomsrelaterade komplikationer. Också en annan viktig faktor för utvecklingen av T2DM är IR. IR är mer uttalat av fetma och en stillasittande livsstil. Till skillnad från sina vuxna motsvarigheter tenderar barn att överproducera insulin oproportionerligt som svar på IR. Studier har visat att perifer IR spelar en betydande roll vid initiering av typ 2 DM. Med tanke på rollen av oxidativ stress och IR i patogenesen av T2DM och dess effekt på utvecklingen av sjukdomsrelaterade komplikationer, är det tänkt att träning kan vara fördelaktigt för att förebygga och/eller behandla T2DM. Därför är det mycket viktigt att definiera de anpassningsmekanismer som förklarar den oxidativ stress förebyggande och terapeutiska potentialen hos träningsträning.

Epigenetiska processer har associerats med predisposition och progression för T2DM som svar på olika livsstilsfaktorer eller miljöexponeringar, inklusive undernäring, fetma, fysisk inaktivitet, stress och toxiner. Allt fler bevis tyder på att dynamiska förändringar i epigenomet kan inträffa under en individs livstid och att dessa förändringar kan påverka metabol hälsa. De molekylära mekanismerna som styr de skyddande effekterna av träning vid T2DM är ännu inte helt klarlagda. Flera nyare studier har visat att det finns epigenetiska modifieringar med träning. Även om det finns in vitro-studier som undersöker de skyddande effekterna av olika träningsprotokoll på molekylär nivå, visar inga mänskliga studier deras epigenetiska modifieringar.

Träning är en nyckelkomponent i förebyggande och behandling av olika kroniska sjukdomar som T2DM. Anpassningar och effekter som uppstår vid träning skiljer sig åt beroende på träningsprotokoll. De flesta träningsinterventioner vid T2DM baserar sina resultat på HbA1c. Eftersom träningsträningens molekylära och epigenetiska effekter på β-cellsfunktion inte helt har avslöjats, har vikten och effekten av träningsträning inte förståtts fullt ut.

Med tanke på rollen av oxidativ stress och inflammation, epigenetiska förändringar i patogenesen av T2DM, och utvecklingen av sjukdomsrelaterade komplikationer, kommer träningsträning att vara effektiv för att förebygga och/eller behandla T2DM hos unga människor. Av denna anledning, med detta projekt, kommer det optimala träningsprotokollet att fastställas för att förbättra β-celldysfunktion, vilket kommer att säkerställa bildandet och skyddet av oxidativ balans och minska IR.

Personlig medicin syftar till att förutsäga terapeutiskt svar enligt en personlig profil som inkluderar kliniska, fysiologiska och genetiska data. Så med detta projekt kommer utvecklingen av epigenetiska markörpaneler som kommer att förutsäga en individs svar på ett visst träningsprotokoll att bidra till att avslöja personligt epigenetiskt minne. Bättre kunskap om dessa kopplingar kommer att möjliggöra utvecklingen av personliga träningsscheman som gör det möjligt för en person att uppnå sina träningsmål med maximal effektivitet. Även detta projekt syftar till att etablera en artificiell intelligensplattform som sammanför data från klinisk forskning om effekterna av olika träningsprotokoll i syfte att identifiera prediktorer. Alla resultat kommer att kombineras till en enda dataplattform för att utveckla prediktiva modeller för behandlingssvaret. Denna dataplattform hjälper till att utveckla ett beslutsstödssystem för personlig träning hos ungdomar med T2DM.

Patienterna som ingår i studien kommer att delas in i sex grupper; kontrollgruppen (20 tonåringar), gruppen för måttlig kontinuerlig aerob träning (20 tonåringar), högintensiv intervallträningsgruppen (20 tonåringar), motståndsträningsgruppen (20 tonåringar), kombination av måttlig kontinuerlig aerob träning med styrketräningsgrupp (20) och kombination av högintensiv intervallträning med motståndsträning (20 ungdomar). I början av studien kommer patienters demografiska och fysiska egenskaper att registreras, och antropometriska och laboratorieutvärderingar, lungfunktionstest, mätning av andningsmuskelstyrka och uthållighet, mätning av perifer muskelstyrka, utvärdering av funktionell och aerob kapacitet, mätning av fysisk aktivitetsnivå och energiförbrukning, utvärdering av livskvalitet, epigenetisk analys, utvärdering av β-cellsfunktion och biokemisk struktur av insulin kommer att göras.

Alla patienter kommer att få träningsträning 3 dagar i veckan under 16 veckor. Alla mätningar och utvärderingar kommer att göras innan träningsstart påbörjas och efter 16 veckors träningsträning.

Som ett resultat av de erhållna uppgifterna kommer det att försökas objektivt presentera vilken typ av träningsintervention, vid vilka doser och frekvenser som kommer att vara mer effektiva för patienter med T2DM, med dess effekt på epigenetiska faktorer. Dessutom kommer fastställandet av en optimal icke-farmakologisk behandlingsmetod för en sjukdom som definieras som en epidemi i 2045-projektet att bidra till att förebygga dödlighet och sjuklighet och att minska hälsoutgifterna.