青少年的活动、肥胖和食欲 2 干预 (AAAA2INT)

该研究的目的是量化青少年身体活动、代谢功能和食欲之间的关系。 为此，我们将检验我们的工作假设，即高水平的有规律的中等到剧烈的身体活动 (MVPA)，而不是体重状态，会导致代谢表型，包括增强的代谢功能和适当的食欲调节。 我们会将久坐不动的超重/肥胖青少年 (N=44) 随机分配到对照组或结构化锻炼组，为期三个月。

我们的研究统计学家文森特·斯塔格斯 (Vincent Staggs) 博士将在确定最终资格后将参与者随机分组为时事通讯对照或运动干预，按性别平衡以确保男性和女性的平等构成。

研究 2（目标 2）的样本量是根据我们实验室的数据计算的；一项针对久坐和活跃期的小型试点研究，以测试我们实验室方案的可行性。 根据与现有文献中的数据相似的初步数据，我们估计食欲评分（饥饿）的变化从基线开始为 11%，相当于效应量为 0.67，因此样本量计算结果为 N=35。 假设三个月干预期间的辍学率为 10% (n=4)，这通常在导师 Donnelly 博士进行的类似干预中观察到，最终样本量设定为 N=40。

数据分析将由 PI 在统计学家 Staggs 博士和指导团队的协助下完成。 对于在单个测量会话中在多个时间点评估的视觉模拟量表 (VAS) 食欲测量，我们将以两种方式进行分析。 首先，我们将使用七项单独评估（例如餐后 60 分钟）中的每一项进行组间分析，以查看这些值是否因身体活动或体重组而异。 其次，我们还将计算每个感兴趣的变量（例如 饥饿，ghrelin），并使用该措施来测试群体差异。 为了解决目标 1、假设 2，我们将重复上述分析并将胰岛素敏感性作为协变量。 为了解决目标 2，假设 3，我们将使用重复测量方差分析对随时间变化的组间变化进行分析，使用与目标 1（单一评估和 AUC）中描述的食欲变量相同的分析技术，胰岛素敏感性作为协变量。

食欲被认为是目标 1 和 2 的主要结果。饥饿和适口性的主观评估将使用自评视觉模拟量表 (VAS) 完成，每个量表由 10 厘米长的线分隔语句组成，例如？不在都饿了吗？ 和？极度饥饿？。 使用三因素饮食问卷 (TFEQ) 在固定膳食之前的每次测量期间，将测量对饮食限制、去抑制和饥饿的看法。 饮食控制问卷 (CEQ) 将用于评估饥饿感、饱腹感、食欲、对某些类型食物的渴望以及抵制食欲的能力。 食欲的客观评估将使用从留置导管中采集的血样完成，并分析以下空腹激素和饱腹感激素的间歇性调节：葡萄糖、胰岛素、瘦素、生长素释放肽、胰高血糖素样肽 1 (GLP-1) 和肽年年（年年）。 所有样品将与标准防腐剂（400 升 10,000 KIU 抑肽酶）混合，离心，将血浆分成等份并储存在 -80 摄氏度冰箱中，直到在外部认证临床实验室使用标准试剂盒进行分析。

测量的食欲将在固定标准早餐（RMR 的 40%，由 55% 碳水化合物、15% 蛋白质、30% 脂肪组成）后进行评估。 固定早餐将在参与者处于禁食状态时进行（自上次进餐后约 12 小时），他们将被要求在 15 分钟内吃完这顿饭。 食物摄入量（总千卡）将使用固定餐后三小时供应的随意比萨餐进行评估。 参与者将被指示吃到舒服饱为止，并被告知他们可以随时要求更多的食物。 膳食将以400大卡的份量提供，每碗食物在上菜前后都会称重，没有受试者？ 知识，以及记录的消耗量。 所有餐点都将在位于 CCHLN 的安静餐厅供应，不会让人分心。 所有食物都将在代谢厨房中使用标准程序准备，以确保处理条件的一致性，膳食的营养成分将使用营养分析软件（研究用营养数据系统，2016 版）确定。

通过正常血糖 - 高胰岛素钳夹技术获得的胰岛素敏感性被认为是目标 1、假设 2 的主要结果。参与者将空腹（12 小时过夜）到达。 将一根导管插入一只手臂的肘前静脉以输注胰岛素和20%葡萄糖，另一根导管将插入对侧的肘前静脉以进行采血。 参与者将安静地休息，并通过间接量热法测量 RQ（参见静息代谢率），然后收集 3 个基线血样以确定基线葡萄糖水平。 紧随其后并持续 180 分钟，将以 40 mU?m2 体表面积?1?min?1 的速度连续输注常规人胰岛素，同时输注 20% 的葡萄糖以维持正常血糖以匹配基线水平（预期 90-100 mg/dL）。 使用 YSI-2300 分析仪每五分钟完成一次血糖测量，以确定葡萄糖输注速率。 此外，每十分钟将血液抽入血清分离管中，离心并储存在-80？ C用于以后的胰岛素分析。 将再次测量夹具 2 小时后的 RQ，持续 15 分钟。 当血糖正常时，胰岛素敏感性将由高胰岛素-正常血糖钳夹的最后 45 分钟内的葡萄糖处理率决定。 该程序将在 KUMC 临床和转化科学部研究机构进行。

青少年将被随机分配到锻炼或时事通讯控制条件下三个月。 随机参加锻炼的青少年将参加有监督的结构化锻炼计划（在跑步机上行走、骑固定自行车等），并在三天内消耗相当于 400 卡路里/会话（约 45-60 分钟/会话）/星期。 我们将遵循 Mentor Dr. 的协议。 Joseph Donnelly，运动处方从干预开始时的 150 kcal/session 进展到第 3 个月末的目标运动能量消耗 (EEEx)（400 kcal/session）。 这种结构化锻炼的基本原理是基于国家和国际对青年人每天 60 分钟的身体活动建议，以及来自 Donnelly 团队和其他人的数据，这些数据表明在三个月的时间内进行这种水平的锻炼将改善青少年参与者的心肺健康。

EEEx 将在干预期间的基线和每月进行评估，以确定实现 EEEx 目标所需的跑步机锻炼持续时间。 EEEx 将以一分钟的间隔通过间接量热法（TrueOne 2400 代谢测量车，ParvoMedics，盐湖城，犹他州）进行评估。 Weir 方程将用于根据测得的耗氧量和二氧化碳产量计算 EEEx。 在每次 EEEx 评估之前，参与者将进行简短的热身（约 2 分钟，3?4 英里/小时，0% 坡度）。 在基线评估中，跑步机速度/坡度将从 3 mph/0% 坡度开始，并将以 0.5 mph/1% 坡度的增量进行调整，直到参与者达到 70% HR max ?4 次/分钟。 在第 1 个月到第 3 个月结束时，EEEx 将以最大心率 (HR) 的 70% 和 80% 计算，以适应步行或跑步的个人偏好。 EEEx 将在 70%（15 分钟）和 80% 最大心率（15 分钟）下进行评估，评估之间间隔 2 分钟，以便参与者在需要时取下喉舌并取水。 速度或等级将根据参与者的偏好进行调整。 15 分钟间隔内的平均 EEEx（千卡/分钟）将用于确定第一个月进行的锻炼的持续时间。 例如：EEEx = 9.2 kcal/minute，规定的运动 = 400 kcal/session，运动持续时间 = 400/9.2 = 44 分钟/会话。

所有受监督的运动都将在 CCHLN 的跑步机上进行，运动专家每五分钟监测一次心率、速度和等级。 参与者可以在锻炼时观看电视和 iPad。 合规性将定义为每周完成 90% 的预定锻炼课程，如果参与者未能满足此要求，他们将被排除在外。 成功完成一次锻炼将被定义为在规定的锻炼持续时间内保持目标心率≤4 次/分钟。

正如儿科肥胖治疗专家在之前的研究中所做的那样，我们将使用时事通讯对照组。 正如在这些先前的研究中一样，家庭将收到一份每月通讯，其中包含“育儿技巧、表扬声明样本以及适合儿童的活动和食谱”。 与儿童肥胖领域领导者的工作中使用的相同。 内容将类似于 CCHLN 在导师 Ann Davis 博士的指导下对超重/肥胖青少年进行的现有团体干预中提供的内容。

能量摄入将使用三种方法进行评估：1) 客观地，通过随意进餐期间消耗的千卡量来衡量（参见上文，固定/随意进餐部分），2) 主观地，在每个自由生活的 7 天中进行评估通过营养师管理的 24 小时饮食回顾评估期，以及 3) 根据摄入平衡法计算。 主观能量摄入量将使用在每 7 天自由生活评估期（包括至少一个周末）中随机选择的非连续日期发生的三个饮食回忆来评估，以尽量减少可能使回忆产生偏差的准备工作，由一组经验丰富的（ >6 年使用研究软件的营养数据系统）注册营养师采用多遍方法，利用提示减少食物遗漏并标准化采访者的采访方法。 估计的能量摄入也将根据热力学第一定律的原理，在每种治疗条件下使用摄入平衡法计算，使用以下等式：计算的能量摄入= 1,020 (?FFM/?t) + 9,500(? FM/?t) + EE，其中 ?FFM 和 ?FM 表示每个变量的变化，如 DXA 在每个评估期条件开始和结束时测量的，?t 表示测量之间的天数； 1,020 和 9,500 分别代表每千克 FFM 和 FM 的能量密度，单位为千卡； EE 表示由活动监视器测量的能量消耗。

在每个 7 天的自由生活评估期间，将使用基于手臂的监视器（SenseWear Mini？，BodyMedia Inc.）估算能量消耗，该监视器使用三轴加速度计和热通量测量、皮肤电反应、皮肤温度和接近身体的环境温度。

身体成分包括脂肪量和无脂肪量将使用全身双能 X 射线吸收仪（DXA，Lunar DPX 系统，版本 3.6）测量，参与者穿着手术服并赤脚。