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缺氧运动与葡萄糖代谢 (HYTRIM)

2021年10月29日 更新者：Maastricht University Medical Center

在轻度缺氧暴露期间锻炼以逆转超重和肥胖人群受损的葡萄糖代谢

肥胖流行需要新的治疗机会来预防和治疗肥胖及其合并症，其中包括胰岛素抵抗和心血管疾病。 最近的证据表明，组织氧合作用在心脏代谢健康中起着重要作用。 值得注意的是，与生活在海平面（常压常氧）的人相比，居住在高海拔地区（低压缺氧）的人更不容易患 2 型糖尿病。 此外，有证据表明常压缺氧暴露可改善啮齿动物和人类的葡萄糖稳态和胰岛素敏感性。

体力活动水平是胰岛素敏感性和葡萄糖稳态的重要决定因素。 众所周知，进行体育锻炼可以在短期内改善葡萄糖摄取，并在长期内改善血糖控制。 有趣的是，最近的研究表明，与含氧量正常的运动相比，在缺氧条件下（吸入含氧量较低的空气）进行一次急性运动可能会导致血浆葡萄糖浓度和/或胰岛素敏感性更显着的改善。 然而，反复进行低氧运动对全天葡萄糖分布的影响（即 24 小时连续血糖监测）仍然难以捉摸。 在目前的随机、安慰剂对照、单盲、交叉研究中，研究人员将调查连续 4 天（2 x 30 分钟自行车训练）在轻度常压低氧条件下 (FiO2, 15%) 运动的影响50% WMAX）对糖耐量受损的超重/肥胖受试者的餐后底物代谢和 24 小时葡萄糖水平的影响。 研究人员假设，在进行中等强度运动的同时连续 4 天暴露于轻度缺氧环境可改善葡萄糖稳态受损的超重和肥胖个体的葡萄糖稳态。

研究概览

地位

完全的

条件

干预/治疗

详细说明

在本随机、单盲、安慰剂对照的交叉研究中，受试者将在运动期间暴露于常压 1) 轻度缺氧（氧气水平：15%）和 2）常氧（氧气水平：21%）（2 x 30 分钟/天，在自行车测力计上）相同的相对运动强度（等于含氧量正常条件下的 50%WMAX）连续 4 天。 受试者将被随机分配到每个条件（计算机生成的随机化计划；块大小，n=4），由清除期（3-6 周）分开。 为实现这一目标，受试者将在氧气室中锻炼，在氧气室中，可以严格控制和监测周围空气的氧气浓度以及氧气水平。 受试者将在 50% WMAX 下每天骑自行车两次，每次 30 分钟，由增量工作量测试确定。 由于我们将允许受试者有 5-10 分钟的时间准备开始 30 分钟的锻炼，并考虑到在再次离开缺氧房间之前有 5 分钟的冷静期，因此受试者将在房间内停留 45 分钟每个会话。

初步筛选后，要求受试者访问大学两次，每次连续 5 天，洗脱期为 3-6 周。 在前 4 天（时间投入：4.5 小时/天），受试者将接受如上所述的锻炼方案。

  • 在第 1 天，即每个方案的第一个早晨，使用葡萄糖传感器（Enlite Glucose Sensor MiniMed；Medtronic）。 传感器将被皮下插入，将被插入皮下，距离脐部 5 厘米，在腹部右侧，并将连接到连续葡萄糖监测仪（iPro2 Professional CGM MiniMed；Medtronic，Northridge，CA，USA） . 在整个研究过程中（第 1-5 天），传感器将保持插入状态。 此外，将同时应用身体活动监测器（ActivPAL3 微型监测器），以监测参与者的身体活动。 第 5 天结束时，葡萄糖传感器和身体活动监测器将被移除。
  • 在第 1-5 天（时间投入：4.5 小时），将采集空腹血样以确定血浆代谢物和炎症标志物，并监测血压和体重。
  • 在第 5 天（时间投入：8 小时），将进行混合液体膳食挑战以确定空腹和餐后代谢物浓度，以及底物氧化（使用间接量热法）。 骨骼肌活检（m. 股外侧肌）将在禁食条件下收集。 此外，HOMA-IR 将用于估计胰岛素抵抗，使用在完成 4 天方案后的第二天测量的空腹血糖和胰岛素值。

在初步筛选、基础代谢率 (BMR) 评估和增量工作量测试（以确定最大工作量 WMAX）之后，受试者将需要投入大约 52 小时。

研究类型

介入性

注册 (实际的)

11

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

  • 荷兰
      • Maastricht、荷兰、6200MD
        • Department of Human Biology, Maastricht University Medical Centre

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

30年 至 70年 (成人、年长者)

接受健康志愿者

不

有资格学习的性别

男性

描述

纳入标准：

  • 超重或肥胖 (BMI >28 kg/m2)
  • 葡萄糖耐量受损（2h 葡萄糖：>7.8 - 11.1 mmol/L）
  • 受试者必须在参与前至少 3 个月保持体重稳定（体重无变化：<3kg 变化）

排除标准：

  • 心血管疾病（通过问卷调查确定，血压（中度至重度高血压（根据 WHO 标准为 2 或 3 级的受试者）
  • 2型糖尿病
  • 癌症
  • 哮喘
  • 支气管炎
  • 慢性阻塞性肺疾病
  • 肺纤维化
  • 阻塞性睡眠呼吸暂停
  • 在家中使用氧气的情况
  • 静息血氧饱和度≤93%
  • 支气管扩张剂前用力呼气容积 (FEV1) 和用力肺活量 (FVC) 异常
  • 肝脏或肾脏功能障碍（分别根据 ALAT 和肌酐水平确定）
  • 预期寿命短于 5 年的疾病
  • 乳糖不耐症
  • 滥用产品（饮酒量 > 15 单位/周）
  • 抽烟
  • 减肥计划（将询问受试者是否有减肥计划（例如增加体力活动水平或改变饮食）
  • 使用高剂量的抗氧化维生素
  • 使用任何影响葡萄糖代谢和炎症的药物
  • 轮班工作

学习计划

本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的？

设计细节

  • 主要用途：治疗
  • 分配：随机化
  • 介入模型：交叉作业
  • 屏蔽：单身的

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的：轻度常压缺氧下的中等强度运动
参与者将在轻度常压低氧（FiO2：15%）下以对应于 50%WMAX（在最大工作负荷测试期间确定）的心率进行中等强度运动，每天两次，每次 30 分钟，连续 4 天在自行车测力计上进行。 将连续监测 24 小时葡萄糖浓度。 之后，将在第 5 天进行膳食测试挑战以确定空腹/餐后底物氧化。
其他：轻度常压缺氧和常氧条件下的中等强度运动
参与者将执行运动干预，包括以 50% WMAX（常氧）对应的心率或 50% WMAX（缺氧）对应的心率骑自行车 30 分钟，每天两次，连续 4 天。 将连续监测 24 小时葡萄糖浓度。
安慰剂比较：常氧下中等强度运动
参与者将在含氧量正常 (FiO2：21%) 的情况下以 50% WMAX（在最大工作负荷测试期间确定）进行中等强度运动，每天两次，每次 30 分钟，连续 4 天在自行车测力计上进行。 将连续监测 24 小时葡萄糖浓度。 之后，将在第 5 天进行膳食测试挑战测试以确定空腹/餐后底物氧化。
其他：轻度常压缺氧和常氧条件下的中等强度运动
参与者将执行运动干预，包括以 50% WMAX（常氧）对应的心率或 50% WMAX（缺氧）对应的心率骑自行车 30 分钟，每天两次，连续 4 天。 将连续监测 24 小时葡萄糖浓度。

研究衡量的是什么？

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
平均 24 小时葡萄糖浓度（第 4 天）
大体时间：与常氧（21% 氧气）下第 4 天的中等强度运动相比，平均葡萄糖浓度的变化
使用葡萄糖传感器（Enlite Glucose Sensor MiniMed; Medtronic）（iPro2 Professional CGM MiniMed; Medtronic, Northridge, CA, USA）每 5 分钟测量一次皮下脂肪组织间质液中的葡萄糖浓度，在距离脐部 5 厘米处，在腹部右侧，并将连接到连续血糖监测仪（iPro2 Professional CGM MiniMed；美敦力公司，美国加利福尼亚州北岭市）。 4 天锻炼方案的累积效果将使用第 4 天收集的平均 24 小时葡萄糖水平来确定。
与常氧（21% 氧气）下第 4 天的中等强度运动相比，平均葡萄糖浓度的变化

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
24 小时内的血糖变异性
大体时间：与第 2、3、4 和 5 天含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比，24 小时内血糖变异性的变化
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 将使用第 4 天收集的 24 小时葡萄糖水平来确定 4 天运动方案的累积效应。反映急性葡萄糖波动的血糖变异性将通过平均 24 小时葡萄糖浓度 (SD) 的标准差进行评估
与第 2、3、4 和 5 天含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比，24 小时内血糖变异性的变化
高/低血糖时间
大体时间：在第 2、3、4 和 5 天与常氧（21% 氧气）下的中等强度运动相比，高/低血糖时间的变化
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 将使用第 4 天收集的 24 小时葡萄糖水平来确定 4 天锻炼方案的累积效果 将使用 iPro2 设备和 Enlite 葡萄糖传感器（美敦力）监测低胰岛素血症和高胰岛素血症的频率和持续时间，并将其定义为葡萄糖水平≥10.0 mmol/l 为高血糖，而低血糖定义为葡萄糖浓度≤3.9 mmol/l。
在第 2、3、4 和 5 天与常氧（21% 氧气）下的中等强度运动相比，高/低血糖时间的变化
能量消耗
大体时间：在膳食测试期间第 5 天与常氧（21% 氧气）下中等强度运动相比的能量消耗变化
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在常氧或轻度缺氧条件下连续 4 天进行锻炼后，第 5 天（两个时期均在常氧条件下）通过间接量热法确定能量消耗。
在膳食测试期间第 5 天与常氧（21% 氧气）下中等强度运动相比的能量消耗变化
基板氧化
大体时间：在进餐测试期间第 5 天，与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比，底物氧化的变化
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 基板氧化（例如 在常氧或轻度缺氧条件下连续 4 天进行运动后，第 5 天（两个时期均在常氧条件下）通过间接量热法测定碳水化合物和脂肪氧化）。
在进餐测试期间第 5 天，与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比，底物氧化的变化
收缩压和舒张压
大体时间：在禁食条件下第 1、2、3、4 和 5 天，与含氧量正常（21% 氧气）中等强度运动相比，收缩压和舒张压的变化。
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 每天早上，在吃早餐之前，将监测以毫米汞柱为单位的收缩压和舒张压。
在禁食条件下第 1、2、3、4 和 5 天，与含氧量正常（21% 氧气）中等强度运动相比，收缩压和舒张压的变化。
红外光谱
大体时间：在禁食条件下第 5 天，HOMA-IR 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 HOMA-IR 将根据第 5 天采样时的循环胰岛素和葡萄糖水平来确定。
在禁食条件下第 5 天，HOMA-IR 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
骨骼肌组织中AMPK的基因/蛋白表达及AMPK的磷酸化
大体时间：骨骼肌组织中 AMPK 基因/蛋白质表达的变化与第 5 天常氧（21% 氧气）下的中等强度运动相比，在禁食条件下，将收集骨骼肌活检
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 将在第 5 天在禁食条件下进行骨骼肌活检，并将分析组织学和基因/蛋白质表达。 基因表达将通过靶向 q-PCR（定量聚合酶链反应）进行，蛋白质表达将通过蛋白质印迹进行，以量化 AMPK 的表达。
骨骼肌组织中 AMPK 基因/蛋白质表达的变化与第 5 天常氧（21% 氧气）下的中等强度运动相比，在禁食条件下，将收集骨骼肌活检
白细胞介素 8（IL-8；炎症标志物）的全身浓度
大体时间：与第 5 天禁食条件下含氧量正常（21% 氧气）中等强度运动相比，IL-8 浓度的变化
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在第 5 天，将采集空腹血液样本并通过 ELISA 分析全身炎症标志物
与第 5 天禁食条件下含氧量正常（21% 氧气）中等强度运动相比，IL-8 浓度的变化
肿瘤坏死因子 α（TNF-α；炎症标志物）的全身浓度
大体时间：在第 5 天禁食条件下，与含氧量正常（21% 氧气）中等强度运动相比，TNF-α 浓度的变化
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在第 5 天，将采集空腹血液样本并通过 ELISA 分析全身炎症标志物
在第 5 天禁食条件下，与含氧量正常（21% 氧气）中等强度运动相比，TNF-α 浓度的变化
干扰素-γ（IFN-γ；炎症标志物）的全身浓度
大体时间：在第 5 天禁食条件下，与含氧量正常 (21% O2) 中等强度运动相比，IFN-γ 浓度的变化
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在第 5 天，将采集空腹血液样本并通过 ELISA 分析全身炎症标志物
在第 5 天禁食条件下，与含氧量正常 (21% O2) 中等强度运动相比，IFN-γ 浓度的变化
白细胞介素 6（IL-6；炎症标志物）的全身浓度
大体时间：与第 5 天禁食条件下含氧量正常（21% 氧气）中等强度运动相比，IL-6 浓度的变化
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在第 5 天，将采集空腹血液样本并通过 ELISA 分析全身炎症标志物
与第 5 天禁食条件下含氧量正常（21% 氧气）中等强度运动相比，IL-6 浓度的变化
空腹和餐后血浆葡萄糖浓度
大体时间：第 5 天空腹和餐后血浆葡萄糖浓度 (mmol/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在第 5 天，将在高碳水化合物混合膳食测试期间确定空腹和餐后循环葡萄糖浓度 (mmol/L)。
第 5 天空腹和餐后血浆葡萄糖浓度 (mmol/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
空腹和餐后血浆胰岛素浓度
大体时间：第 5 天空腹和餐后血浆胰岛素浓度 (mU/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在第 5 天，将在高碳水化合物混合膳食测试期间确定空腹和餐后循环胰岛素浓度 (mU/L)。
第 5 天空腹和餐后血浆胰岛素浓度 (mU/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
空腹和餐后血浆游离脂肪酸浓度
大体时间：第 5 天空腹和餐后血浆游离脂肪酸浓度 (μmol/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在第 5 天，将在高碳水化合物混合膳食测试期间确定空腹和餐后循环游离脂肪酸浓度 (μmol/L)。
第 5 天空腹和餐后血浆游离脂肪酸浓度 (μmol/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
空腹和餐后血浆甘油浓度
大体时间：第 5 天空腹和餐后血浆甘油浓度 (μmol/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在第 5 天，将在高碳水化合物混合膳食测试期间确定空腹和餐后循环甘油 (μmol/L)。
第 5 天空腹和餐后血浆甘油浓度 (μmol/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
空腹和餐后血浆甘油三酯浓度
大体时间：第 5 天空腹和餐后血浆甘油三酯浓度 (μmol/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在第 5 天，将在高碳水化合物混合膳食测试期间确定空腹和餐后循环甘油三酯 (μmol/L)。
第 5 天空腹和餐后血浆甘油三酯浓度 (μmol/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
空腹和餐后血浆乳酸浓度
大体时间：第 5 天空腹和餐后血浆乳酸浓度 (mmol/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比
与常氧相比，轻度缺氧下的中等强度运动。 在第 5 天，将在高碳水化合物混合膳食测试期间确定空腹和餐后循环乳酸 (mmol/L)。
第 5 天空腹和餐后血浆乳酸浓度 (mmol/L) 的变化与含氧量正常（21% 氧气）下的中等强度运动相比

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

赞助

Maastricht University Medical Center

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2019年7月22日

初级完成 (实际的)

2020年12月18日

研究完成 (实际的)

2020年12月18日

研究注册日期

首次提交

2019年7月16日

首先提交符合 QC 标准的

2020年2月20日

首次发布 (实际的)

2020年2月21日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2021年11月1日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2021年10月29日

最后验证

2021年10月1日

更多信息

与本研究相关的术语

关键字

其他相关的 MeSH 术语

其他研究编号

  • NL68218.068.18 / METC 18-059

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)？

不

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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