检查早晨和晚上运动对成人糖尿病前期血糖调节的影响 (TExIS)

参与者招募、筛选和随机化。 参与者（n=20，女性=10）将通过校园电子邮件和传单从科罗拉多大学丹佛安舒茨医学校区 (CU AMC) 和周边丹佛都会区招募。 符合初始资格标准的志愿者将被安排进行现场筛查，包括筛查实验室（促甲状腺激素（TSH）、全血细胞计数（CBC）、综合代谢检查（CMP）、血脂检查、糖化血红蛋白（A1c）、女性尿妊娠试验（β 人绒毛膜促性腺激素）、12 导联心电图 (ECG)、病史回顾以及由医生或高级执业医师进行的体检。 潜在参与者将填写身体活动准备问卷（PAR-Q），以进一步筛查运动禁忌症。 38 还将使用 WatchPat（Itamar Medical，以色列）对潜在参与者进行阻塞性睡眠呼吸暂停筛查，呼吸暂停低通气指数评分 > 5 被排除，因为它会显着影响全身代谢。 WatchPat 结合外周动脉张力、脉搏血氧饱和度、心率、加速度计和打鼾检测器来测量与呼吸努力相关的唤醒，并已得到验证。 符合以下研究资格标准的 39,40 名参与者将以 1:1 的比例（按性别分层）进行随机分组，以在交叉研究中首先完成 AM-Ex 或 PM-Ex。

研究方案和评估。 该研究将在 CU AMC Anschutz 健康与保健中心 (AHWC) 和 CU AMC 临床转化研究中心 (CTRC) 进行。 有关 AHWC 和 CTRC 的详细信息，请参阅设施和其他资源。 参与者将在基线时接受评估，并在完成每个锻炼条件后再次接受评估。

监督上午和下午的锻炼条件。 参与者将完成为期 3 天的有氧运动条件（注：1 轮运动已被证明可以改变褪黑激素）。 每天将按照年龄预测 MHR 的 70% 进行锻炼 45 分钟。 个体参与者的锻炼时间窗口将根据个人的习惯性起床时间（通过体动记录仪测量）来定义，AM-Ex 发生在习惯性起床时间后 0-3 小时，PM-Ex 发生在习惯性起床时间后 9-12 小时。 选择这些时间窗口来定义早晨和晚上有几个原因。 首先，在传统工作日期间，大多数成年人在工作日之前或工作日之后睡前进行锻炼。 其次，这些时间窗口已被证明是 SI 和褪黑激素的昼夜节律模式最明显和一致的时候。 13,35 锻炼课程将在 AHWC 的跑步机上进行，并由研究人员监督。 将佩戴心率监测器 (Polar H10) 以确保达到目标强度。 每次训练的训练时间（一天中的时间）、持续时间和平均强度都会被记录。 锻炼课程将间隔 3-4 周的冲洗期，以最大限度地减少训练对 SI 的影响，并考虑到月经周期的各个阶段，因为不同的月经阶段已显示出不同的 SI。

饮食处方。 在每种情况下，参与者都被要求吃均衡饮食，其中包含约 50% 碳水化合物、30% 脂肪、20% 蛋白质。 选择受控饮食来减少不同膳食成分对第二天胰岛素钳夹试验的影响，因此可以通过 CGM 检查标准化的自由生活日。

评估。 所有测量都将在基线和每次运动条件后进行。

胰岛素敏感性（高胰岛素-正常血糖钳夹）：源自原始葡萄糖钳夹验证研究的方案。 45 禁食过夜 12 小时后，参与者将在习惯起床时间后 1 小时到达 CTRC，并获取基线生命体征和毛细血管血糖。 护理人员将在对侧手臂上放置两支静脉注射器，一支置于肘前静脉，一支置于手腕。 胰岛素（42单位/700mL NS浓度）将以40mU/m2/min开始，并且还将开始并滴定20%葡萄糖溶液以维持毛细血管血糖为90ng/dL。 磷酸钾 (5mmol/100mL NS) 也将以 4mL/小时的速度运行，以防止低钾血症。 100分钟血糖正常后，每10分钟采集一次毛细血管血糖和血清胰岛素x3。 120分钟时，抽取血糖、胰岛素、甘油三酯、FFA、甘油和乳酸，停止胰岛素输注，并给患者喂食。 餐后三十分钟将停止服用葡萄糖，并监测参与者的低血糖情况直至出院。 SI 将使用葡萄糖输注速率、尿中葡萄糖损失以及通过先前描述的公式的空间校正来计算。

自由生活平均血糖、范围时间 (TIR) 和血糖变异性（连续血糖监测仪）：连续血糖监测系统（CGM；FreeStyle Libre Pro；雅培工业，芝加哥，伊利诺伊州，美国）将在第一天放置基线和运动条件。 研究参与者将接受如何维护设备的培训。 参与者将佩戴监护仪 5 天，并在事后访视时归还设备（设备在第 1 天到第 5 天就位）。 简而言之，使用可拆卸的引导针将传感器以 45° 角插入参与者手臂的皮肤下方。 留下一个小而灵活的电极，该电极将嵌入皮肤 5 天。 插入速度很快，并且几乎不会感到不适。 参与者的间质液葡萄糖与传感器的葡萄糖氧化酶层发生反应，产生由数字接收器记录的电信号。 系统每 15 分钟存储一次平均血糖值，参与者对所有血糖数据都一无所知。 所有葡萄糖数据均通过扫描读取器检索，这些数据将在设备移除之前使用。

唾液暗淡褪黑激素抵消（DLM-Off）：参与者将被指示在研究期间避免使用非处方褪黑激素产品或含有褪黑激素的补充剂。 在 DLM-Off 测试前一天，参与者将被指示避免摄入咖啡因、酒精、大麻、非类固醇抗炎药物，并遵循规定的饮食。 在 DLM-Off 测试之前的晚上，他们将被指示将遮光护目镜、1 个唾液收集管、样本记录和一支笔放在床边，并在第二天早上的习惯起床时间设置闹钟。 在 DLM-Off 收藏活动当天早上，参与者将留在床上并立即戴上遮光护目镜。 醒来五分钟后，参与者将在床边的试管中收集第一份唾液样本并记录时间。 唾液采集将在5分钟内完成。 该管将被放置在冰箱中并由参与者在冰上运输到 CTRC。 在到达 CTRC 的光控房间之前，将佩戴遮光护目镜。 研究人员将在醒来后 1-5 小时内每小时采集唾液样本。

血清 AM 皮质醇：到达 CTRC 进行病情后访视后，以及在静脉注射高胰岛素正常血糖钳夹（见上文）后，将在开始胰岛素输注之前采集 AM 血清皮质醇血样。

设备测量的身体活动 (PA) 和久坐行为 (SB)：在每种情况下，将使用 activPAL（PALTechnologies：苏格兰格拉斯哥）活动监测器测量 PA 和 SB。 activPAL 将在病情发生的第一天发给参与者，并在病情后访视时返还。 activPAL 是一款小型（53 x 35 x 7 毫米）且轻便（15 克）的设备，它使用加速度计衍生的有关大腿位置的信息来估计不同身体姿势（即坐/躺、站立和迈步）所花费的时间。 该装置使用非过敏性粘合垫固定，放置在大腿中线，即臀部和膝盖之间的三分之一处，并已被验证为 PA 和 SB 的客观测量。

睡眠持续时间、睡眠质量和睡眠时间（手腕体动记录仪、问卷）：手腕体动记录仪（Actiwatch、飞利浦伟康）在评估睡眠持续时间和质量方面经过充分验证，通常用于自由生活睡眠评估48。 Actiwatch 将连续 5 天佩戴在非惯用手腕上。 除了使用 Actiwatch 评估睡眠之外，参与者还将被要求记录这 5 天的睡眠日记。 睡眠日记将包括就寝时间、起床时间、白天小睡以及睡眠质量评级。 将使用 Epworth 嗜睡量表 (ESS) 评估白天嗜睡程度。 ESS 提供了过去 7 天白天困倦的有效衡量标准。

时间类型：将在基线访视时使用早晚问卷 (MEQ) 测量个人的时间类型。

月经跟踪：对于月经参与者，将在筛选访视时记录月经史，并在每种情况出现之前通过尿液妊娠测试来确定是否怀孕。 性活跃的个体将被要求在整个研究方案期间使用避孕措施。 每项测量（基线、条件 1 和条件 2）将间隔 28 天，因此与大多数月经参与者的月经周期保持一致。 月经参与者将在卵泡期接受评估，并从月经周期的第一天开始进行运动处方。

分析计划功效计算 我们的样本量和功效估计基于一项类似的研究，该研究调查了快走对老年女性 SI 的影响。 为了通过此 2x2 交叉设计的两侧配对 t 检验获得 80% 的功效，需要 n=20 的样本量。 该功效估计假设葡萄糖清除率 (Rd) 的平均差异为 412μmol/min，假设配对差异的标准偏差为 626.2μmol/min， 显着性水平为0.05。 预计退出率为 20%，将招募 25 名受试者，以获得已完成所有条件的 20 名受试者的最终样本量。

目标 1 和 2 的统计分析 将使用 SAS 9.4 软件（SAS Institute, Inc（美国北卡罗来纳州卡里））进行分析。 将使用传统方法来解释和报告统计分析结果（所有假设检验将使用 2 边 p 值和 95% 置信区间，以及 0.05 的显着性水平）。 主要比较的是不同运动条件下 SI（运动 - 基线）的变化。 将探讨 SI、血糖变异性、DLM 关闭时间、血清皮质醇峰值和偏移、光照、非运动体力活动、久坐时间、睡眠持续时间/时间以及睡眠质量/主观睡意的潜在变化。 将使用正态分布数据的两侧配对 t 检验来分析组内变化。 将评估连续变量的正态性，并将变换用于非正态分布数据。 将使用正态分布变量的重复测量方差分析来探讨组间差异。 将计算可行性和可接受性结果的汇总统计数据。