"HIIT Med Kiloene".

Syfte:

Vi kommer att genomföra ett tvåstudieprojekt för att undersöka effekten av högintensiv intervallträning (HIIT) och livsstilsintervention hos överviktiga barn och ungdomar på flera metabola riskfaktorer och psykologiska problem. Dessutom vill vi underlätta etableringen av permanenta riktade utbildningserbjudanden för barn och ungdomar med fetma med lokal förankring i kommunerna. Härigenom förbättra och upprätthålla engagemanget i en aktiv livsstil under hela tonåren.

Studie 1 kommer att undersöka värdet av en gruppbaserad HIIT-intervention i barnens närmiljö utöver ett validerat livsstilsinterventionsprotokoll och undersöka sambandet mellan HIIT, fysisk aktivitet och livskvalitet. Dessutom vill vi undersöka tillämpbarheten och efterlevnaden av HIIT-programmet i en gemenskapsbaserad miljö.

Studie 2 kommer att undersöka effekten av en kombinerad HIIT och validerad livsstilsintervention på ektopisk fettavlagring, insulinkänslighet, inflammation och muskelmikrovaskulär funktion hos barn med svår fetma. Denna studie kommer att ge oss en bättre förståelse för samspelet mellan viktiga komponenter i patofysiologin för fetmarelaterade komplikationer och de möjliga positiva effekterna av HIIT-intervention.

Bakgrund:

Behandling av barnfetma Under de senaste 30 åren har flera studier genomförts med olika typer av livsstilsinterventioner med fokus på kostförändringar, ökad psykisk aktivitet och beteendeterapi. En Cochrane Review från 2019 visade ett betydligt bättre resultat genom multidisciplinär familjebaserad intervention, som kombinerade alla tre elementen.

I Danmark används vanligen ett tillvägagångssätt för behandling av fetma, utvecklat vid The Children's Obesity Clinic, Regional Hospital Holbæk. Denna metod som beskrivs i The Children's Obesity Clinic's Treatment (TCOCT) protokoll har visat positiva resultat för att både uppnå och bibehålla viktminskning hos barn med fetma. Behandlingen omfattar en livsstilsintervention riktad mot alla aspekter av vardagen, inkl. vägledning om kost, fysisk aktivitet, sömn, skärmtid och sociala problem. Men träningsintervention är för närvarande inte en del av det vanliga behandlingsprogrammet för fetma som erbjuds majoriteten av barn med fetma i Danmark. Faktum är att ingen tidigare dansk studie har undersökt effekterna av HIIT, i kombination med livsstilsintervention, på fysiologisk och mental hälsa hos en stor kohort av barn och ungdomar med fetma.

Högintensiv intervallträning. Högintensiv intervallträning definieras som intermittenta träningsperioder med intensiteter som når 90-95 % av maximal hjärtfrekvens. Flera studier visar att HIIT inducerar viktminskning, kardiovaskulär hälsa och livskvalitet. Överviktiga barn och ungdomar avskräcks ofta från att delta i idrott på grund av tidigare dåliga erfarenheter och nederlag. Därför är en specialiserad gruppbaserad träningsupplägg, där barnen inte känner sig stigmatiserade och kan umgås med kamrater, avgörande för framgång.

Vår tidigare studie (Nordlet) som undersökte 160 överviktiga barn med TCOCT-protokollet fann en signifikant bättre uppmärksamhetsgrad på de kommunala klinikerna än på universitetssjukhuset, särskilt i gruppen barn med låg social status. Därför, genom att placera interventionen i det lokala samhället, arbetar vi för att begränsa ojämlikheten i hälsa som många överviktiga barn upplever och öka engagemanget och uppmärksamhetsgraden.

Psykosociala konsekvenser av fetmaintervention. Barndom och ungdom spelar en mycket viktig roll för utvecklingen av en balanserad mental hälsa. Trots detta är den psykosociala effekten av fetma ofta en förbisedd nyckelsten i utvärderingen av effekten av livsstilsinterventionsprogram. Tidigare forskning har visat att överviktiga barn och ungdomar ofta lider av låg livskvalitet och depression, vilket understryker behovet av intervention.

För att ta itu med psykosocial hälsa genomgår barn som lider av fetma ett Beck Youth Inventory-test, Pediatric Quality of Life (PedsQl) och WHO-5-index som en del av deras fetmabehandling på vårt center. WHO-5 index är ett enkelt frågeformulär med 5 ämnen om välbefinnande. PedsQl är ett validerat frågeformulär som utvärderar aspekter av livskvalitet genom 23 frågor. Beck Youth Inventories-testet är ett grundligt frågeformulär som täcker psykiatriska symtom som depression och självuppfattning och möjliggör en effektutvärdering inom dessa områden. Inget av de nämnda testerna har såvitt vi vet använts i storskaliga uppföljningsstudier med HIIT och livsstilsintervention.

Fetma och metabolism Juvenil fetma är känd för att leda till hjärt- och kärlsjukdomar och metabola sjukdomar i vuxen ålder, men redan i barndomen är metabola komplikationer uppenbara. De patologiska mekanismerna antas vara ett resultat av lipotoxicitet - "sjukt fettteorin". Teorin om sjukt fett beskriver människans inneboende förmåga att deponera överskottsenergi som triglycerider i den subkutana fettvävnaden, och överskridande av denna kapacitet leder till adipocytapoptos och attraherar pro-inflammatoriska immunceller. När den subkutana lagringskapaciteten överskrids ackumuleras fettvävnad i organ som lever och muskler, vilket resulterar i insulinresistens och alkoholfri fettleversjukdom (NAFLD). Även om denna teori är rimlig, har den ännu inte testats fullt ut på överviktiga barn. Framsteg inom MRT-teknik möjliggör nu icke-invasiv kvantifiering av fett som deponeras i organ och muskler. Härigenom blir det möjligt att undersöka fettansamlingen och effekterna av ingrepp i detta sammanhang. Vår forskargrupp har erfarenhet av en ny teknik, kallad flytande biopsier, för att mäta lever- och muskelcellshärledda cirkulerande extracellulära vesiklar (EV), vilket ger indirekta mått på fettavlagring i lever och muskler. Genom avancerad analys av blodprover och specialiserade MRI-modaliteter vill vi undersöka det komplexa sambandet mellan flera fysiologiska och metabola parametrar på fetmarelaterade komplikationer, och utvärdera effekten av HIIT och livsstilsinterventioner på dessa interaktioner.

HIIT-protokoll:

I varje kommun kommer vi att etablera 1-3 team som täcker olika geografiska områden. Träningsteamen kommer att bestå av 6-10 barn och ungdomar. Genom att placera träningsteamen i barnens närmiljö hoppas vi underlätta socialt nätverkande och få med barn från familjer från alla sociala lager.

De barn som randomiserats för HIIT kommer att utföra övervakade träningspass tre gånger i veckan. Alla HIIT-program består av aktiviteter som involverar 4 x 4 min. intervaller vid 90-95 % av HRmax, med 3 min aktiv återhämtning mellan varje intervall. Utbildare kommer att vara fysioterapistudenter eller studenter från institutet för hälsovetenskap och teknik vid Aalborg Universitet. Alla tränare kommer att få instruktioner för att skräddarsy träningsinsatserna för att inspirera till högintensiva fysiska aktiviteter.

Den danska hälsomyndigheten och TCOCT rekommenderar 60 minuters fysisk aktivitet per dag, men flera studier har visat att detta mål är svårt att upprätthålla. För att undersöka stillasittande beteende och aktivitetsnivå utanför träningsanläggningen kommer barnen att bli ombedda att bära en accelerometer (Axivity, AX3, Newcastle, Storbritannien) i 7 dagar vid baslinjen och efter 3 och 12 månader.

Normalviktig kontrollgrupp:

En normalviktig åldersmatchad kontrollgrupp kommer att inkluderas i studie 2. Dessa barn kommer dock inte att genomgå träningspass, utan endast MRT-undersökningar och blodprovstagning vid baslinjen. Vi har valt detta förfarande eftersom de undersökningar som tillämpas i den aktuella studien är ganska nya. Således saknas representativa referensvärden för extracellulära vesiklar och den reaktiva hyperemin (utvärderad av MR-BOLD).

Arbetspaket (WP):

Projektet kommer att delas upp i sex WP.

WP 1: Klinisk undersökning, HIIT-intervention. WP 1 fungerar som grund för alla andra WP i projektet. Schemat för att erhålla resultatmått beskrivs under varje WP. Förutom datainspelningar under alla träningspass kommer tidpunkterna för datainsamling att vara vid baslinjen, 3 månader och 12 månader.

Alla överviktiga barn som är inskrivna i projektet (både studie 1 och 2) kommer initialt att genomgå ett behandlingsprotokoll som liknar TCOCT-protokollet.

Vid baslinjen kommer antropometri (längd, vikt, midje- och höftomkrets, BMI, BMI-SDS), blodtryck och pubertetsdata att samlas in.

Omedelbart efter baslinjemätningar kommer barnen att randomiseras till antingen HIIT + TCOCT eller enbart TCOCT genom en datoriserad randomiseringsprocedur.

WP 2: Psykosociala effekter av HIIT Alla inskrivna barn och deras primära vårdgivare kommer att bli ombedda att fylla i WHO-5-indexet, Pediatric Quality of Life (PedsQl) och Beck Youth Inventories-testet.

Alla frågeformulär kommer att utföras vid baslinjen och efter 3 och 12 månader för att utvärdera de kort- och långsiktiga psykosociala effekterna av HIIT. Alla frågeformulär kommer att utvärderas i slutet av projektet efter 12 månader.

WP 3: Inflammation, oxidativ stress och insulinkänslighet. Barnen i studie 2 kommer att träffas på pediatrikavdelningen, Aalborg Universitetssjukhus, till en endagsinläggning, för att genomföra alla undersökningar inom samma dag för att undvika tidsförskjutning. Barnen kommer att träffas efter en övernattningsfasta.

Utbildad personal kommer att samla in blodprover för att undersöka standardblodprovsanalys, inklusive glukos, HbA1C, parametrar för lever- och sköldkörtelfunktion, pro-inflammatoriska biomarkörer och extracellulära vesiklar.

Alla mätningar kommer att analyseras vid Institutionen för biokemi, Aalborg Universitetssjukhus.

WP 4: Ektopiskt fettavlagring. WP 4 består av MRT-undersökningar av buken och underkroppen för att undersöka graden av fett som avsatts i organ och muskler. Erfaren personal vid Radiologiavdelningen, Aalborg Universitetssjukhus, kommer att utföra alla MR-undersökningar.

För att undersöka extracellulära vesiklar från lever, muskler och deras uttryck av patofysiologiskt relevanta membranproteiner (t. CD36), kommer laboratorieanalys att utföras med småpartikelflödescytometri på en högkänslig flödescytometer.

WP 5: Muskel- och endotelfunktion. I samband med MR-skanningarna i WP 4 kommer barnen att genomgå en MR BOLD, där avbildningsmetoder och en blodtrycksmanschett på underbenet används för att undersöka graden av reaktiv hyperemi i mikrovaskulaturen.

WP 6: Utvärdering av förankringsprocessen:

Efter avslutat projekt kommer vi att utvärdera de etablerade HIIT-programmen genom kontinuerlig dialog och workshops med de deltagande kommunerna.

Perspektiv:

Vi förväntar oss att HIIT i kombination med TCOCT-protokollet kommer att ha betydande effekt på barnens välbefinnande och livskvalitet. Dessutom förväntar vi oss att barnen kommer att uppleva en minskning av BMI och lägre nivåer av metabola och kardiovaskulära riskfaktorer för fetma.

Ett av våra primära mål är att visa effektiviteten av HIIT och användbarheten av HIIT i gemenskapsbaserade miljöer. Härmed pekar vi på vikten av att inkorporera fysisk aktivitet i behandlingen av fetma.

Resultaten från denna studie kommer att ge en större förståelse för de underliggande mekanismerna för fetmarelaterade komplikationer hos barn och ungdomar med fetma. Dessutom kan våra resultat visa sig vara värdefulla i daglig klinisk praxis för att ytterligare individualisera behandling av barnfetma och förbättra både förebyggande och behandlingsstrategier.