Tárgyak

Összegzés

Bevezetés

A 2-es típusú cukorbetegség (T2D) kialakulásának kockázatának kitett emberek nagyobb valószínűséggel hiperglikémiás állapotban töltik a nap nagy részét. A hiperglikémia ismétlődő epizódjai kedvezőtlen biokémiai kaszkádot válthatnak ki, amely diabéteszes és kardiovaszkuláris szövődmények kialakulásához vezet 1, 2. A rendszeres mérsékelt vagy erőteljes testmozgás ellenzi a T2D és a szív- és érrendszeri betegségek 3, 4, 5, 6 patofiziológiájának több aspektusát. Érdekes, hogy a testmozgás gyakori szünetei a fizikai aktivitás epizódjaival együtt járnak jótékony anyagcserével is, még azoknál is, akik rendszeresen sportolnak 7, 8 .

A populációs vizsgálatok ezen megfigyelései alapján megvizsgáltuk az elhúzódó ülések gyakori megszakításainak és a fizikai aktivitásnak az akut hatásait az étkezés utáni plazma glükóz- és inzulinkoncentrációra. Crossover tervezéssel azt figyeltük meg, hogy a túlsúlyos felnőttek, akik könnyű vagy mérsékelt intenzitással szakítják meg edzésüket, 20 percenként 2 percig sétálnak egy nap folyamán, csökkentik az étkezés utáni glükóz- és inzulinszintet (−27%, illetve −23%) 9. Különösen nem figyeltünk meg statisztikailag szignifikáns különbséget a könnyű és a közepes intenzitású beavatkozások között. Egy későbbi tanulmányban három egymást követő napon át vizsgáltuk a fényintenzitás-beavatkozás kumulatív hatásait. A gyakori aktivitási epizódok által kiváltott plazma glükóz és inzulin csökkenés a beavatkozás három napja alatt fennmaradt [10]. Más csoportok hasonló eredményeket jelentettek 11, 12. Az étkezés utáni glikémiás kontroll javulásának alapjául szolgáló molekuláris mechanizmusokat azonban nem vizsgálták.

Mód

A tanulmány összefoglalása

Az adatokat olyan résztvevőktől származtatták, akiket két laboratóriumi alapú crossover tervezési tanulmányhoz vettek fel, amelyeket máshol részleteztek 9, 10. Az "IDLE-megszakítások" tanulmány a könnyű és közepes intenzitású megszakítások akut hatását vizsgálta az étkezés utáni inzulin- és glükóz-anyagcserére. Figyelembe véve mind a könnyű, mind a közepes intenzitású beavatkozások hasonló hatásait, az "ABLE breakouts" tanulmány csak három napig vizsgálta a fényintenzitás megszakításainak hatását. Ezeket a vizsgálatokat a Helsinki Nyilatkozat (2008) elveivel összhangban hajtották végre, amelyet az Alfred Kórház Emberi Etikai Bizottsága hagyott jóvá és klinikai vizsgálatokként regisztráltak az új-zélandi klinikai vizsgálatok nyilvántartásában (IDLE: ACTRN12609000656235)./08/2009 és ABLE: ACTRN12610000657022, 2010.11.08.). A kísérleti eljárások és az ezzel járó kockázatok ismertetése után minden résztvevőtől írásos beleegyező nyilatkozatot kaptak. A további eljárásokhoz hozzájárulás született a biopsziában szenvedő alcsoportok számára.

Résztvevők

A toborzási és kiválasztási eljárásokat korábban részletesen ismertették 9, 10. Összefoglalva, mindkét vizsgálatban a jogosult résztvevők 45 és 75 év közöttiek voltak, testtömeg-indexük (BMI)> 25 kg/m 2, ami a cukorbetegség fokozott kockázatának kitett populációt képviseli 9, és mozgásszegény (önállóan jelentett ülő idő> 5 óra/nap). A kizárási kritériumok között szerepelt a klinikailag diagnosztizált cukorbetegség, a hipoglikémiás és/vagy lipid gyógyszeres kezelés, a dohányzás és a fizikailag aktív tevékenység (> 150 perc/hét közepes intenzitású testmozgás legalább 3 hónapig). A mérsékelt intenzitású gyaloglás sebességét egyénileg határoztuk meg a Borg Rate of Perceived Exercion [RPE] skálán (rangsor 12 és 14 között). .

Véletlenszerű, kontrollált kísérletek

A randomizálás, az eredményértékelés és a becslés során alkalmazott módszerek és eljárások részleteit ebben a két randomizált kontrollvizsgálatban részletesen kifejtették. A résztvevők folyamatábrája ebben a két közzétett kéziratban található, amelyben a főbb eredményeket közölték.

Tanulmányi protokoll

Az IDLE 9 és ABLE 10 beavatkozások vizsgálati protokolljai a következők voltak, a vizsgálati körülményeket véletlenszerű sorrendben adtuk meg:

1 napos protokoll

A résztvevők 19: 00-kor jelentkeztek az Alfred Center laboratóriumában, miután éjszakán át böjtöltek. Belső katétert helyeztünk egy antecubitalis vénába óránkénti vérvétel céljából a glükóz és az inzulin szintjének mérésére. Az alapszintű vérvétel után a résztvevők 2 órán át ültek, hogy elérjék az egyensúlyi állapotot, mielőtt 75 g szénhidrátot és 50 g zsírt tartalmazó standardizált vizsgálati italt fogyasztottak volna. Ezután a résztvevőket a fennmaradó 5 órán át a három tesztfeltétel-protokoll egyikén végigvezették:

Zavartalan ülésszak: a résztvevők a kísérleti időszak alatt ülve maradtak, csak a székről szálltak fel, hogy lemondjanak.

Ülés és fényintenzitás aktivitás megszakításai: A résztvevők 20 percenként ülő helyzetből emelkedtek a kísérleti időszak alatt, hogy motorizált futópadon egy 2 perces könnyű intenzitású gyaloglást (3,2 km/h) fejezzenek be, összesen 28 perc fényerősséget biztosítva. tevékenység.

Mérsékelt intenzitású ülések és tevékenységi szünetek: megegyeznek az ülések és a fényerősség szüneteinek körülményeivel, de a résztvevők 20 percenként 5 percenként 5,8 és 6,4 km/h között mérsékelt intenzitású gyalogos futópadon teljesítettek 2 percet közepes intenzitású.

3 napos protokoll

A résztvevők 0800-kor érkeztek, miután éjszakán át böjtöltek. Az 1. és a 3. napon az antecubitalis vénába belső katétert helyeztek be óránként történő vérvétel céljából. A résztvevők az első órában ülve maradtak az egyensúlyi állapot elérése előtt, mielőtt 75 g szénhidrátot és 50 g zsírt tartalmazó standardizált tesztitalt fogyasztottak volna, és kitöltötték volna a két 6 órás protokoll egyikét:

Megszakítás nélküli ülés: a résztvevők a kísérleti időszak alatt a három nap alatt ülve maradtak, csak a székből állva lemondtak. A kísérleti protokoll végén a résztvevőket arra utasították, hogy térjenek haza, és a mozgást csak a mindennapi élet tevékenységeire korlátozzák.

Ülés és könnyű intenzitás aktivitás megszakításai: A résztvevők 20 percenként ülő helyzetből emelkedtek a kísérleti időszak alatt, hogy teljesítsenek egy 2 perces fényintenzitású járást (3,2 km/h) egy motoros futópadon, összesen 34 percet biztosítva. fényintenzitás aktivitás/d.

Mindegyik állapotot minimum 6 mosási nap választotta el. Az IDLE vizsgálat 19 résztvevőjéből hét férfi és 1 nő, valamint az ABLE vizsgálat 19 résztvevője közül öt férfi vállalta, hogy biopsziás mintákat ad, amelyeket a jelenlegi vizsgálat elemzett.

Vérminták

A plazma glükózszintet és a szérum inzulint hexokináz módszerrel és kemilumineszcens mikrorészecske immunvizsgálattal mértük (Architect ci16200 analizátor, Abbott Diagnostics, North Ryde, NSW, Ausztrália). A HOMA-IR indexet (inzulinrezisztencia-értékelési modell homeosztázis) az éhomi vércukorszint és az inzulinkoncentráció [glükóz (mmol/l) x inzulin (pmol/ml)]/135 felhasználásával számoltuk.

Izombiopsziák

A biopsziákat a vastus lateralis izomból standard aszeptikus technikával és helyi érzéstelenítéssel nyertük körülbelül 20-30 perccel az utolsó vérvétel után, ami körülbelül 40-50 perc volt az utolsó tevékenység után. A biopsziás mintákat a tápanyagbevitel után öt és hat órával gyűjtöttük az IDLE "1 napos protokoll" és az ABLE "3 napos protokoll" vizsgálatokban. 7 mm-es bőrmetszést végeztek, és a fascia kinyílt. Egy oldalra vágott biopsziás tűt vezetünk át a bemetszésen, hogy körülbelül 100 mg szövetet kapjunk szívás alatt. Az összes biopsziát gyorsfagyasztottuk folyékony nitrogénben, és a későbbi elemzésig -80 ° C-on tároltuk.

Western blotok

Statisztikai elemzés

Az adatokat átlag ± SD-ként adjuk meg, hacsak másképp nem jelöljük meg. Mivel az adatok nem követték a normális eloszlást, a nem paraméteres Wilcoxon rang tesztet alkalmazták annak vizsgálatára, hogy az elhúzódó munkamegszakítások milyen hatással vannak a csontvázizom glükózfelvételét közvetítő metabolikus utak poszttranszkripciós szabályozására a megfelelő ülő állapothoz képest (1-re normalizálva). A statisztikai szignifikanciát a p 2-nél határoztuk meg. Az ABLE vizsgálatból felvett öt résztvevő átlagosan 54 ± 6 éves volt, és a BMI 29 ± 2 kg/m 2 volt. A résztvevők nem voltak inzulinrezisztensek, amit HOMA-IR értékük bizonyít egészséges emberi tartományon belül.

Teljes méretű asztal

Étkezés utáni plazma glükóz és inzulin koncentráció.

Mint arról korábban beszámoltunk, a könnyű vagy mérsékelt gyaloglással végzett ülések 9, 10 abbahagyása csökkentette az étkezés utáni glükózszintet (IDLE, fényintenzitás: −24%, p

megszakításai

Az adatok az átlag ± SEM értéket képviselik.

Teljes méretű kép

Kontrakció által közvetített glükózfelvételi út

Az AMPK foszforilációja általában átmeneti és nehezen megfogható, de az ACC tartósabb foszforilezését eredményezi a downstream irányban. Ezért az ACC fehérje foszforilezését használtuk az AMPK 23, 24, 25 aktivációs indexeként (2. ábra), amint arról korábban beszámoltunk. Az 5 órás könnyű és közepes intenzitású megszakítások a megszakítás nélküli munkamenethez viszonyítva 2,4 ± 1,1 (p = 0,040) és 7,3 ± 8,8 (p = 0,018) alkalommal növelték a pACC értékét. Nem volt szignifikáns hatás a tACC-ra. A pACC (7,0 ± 12,7-szer, p = 0,08) és a tACC (5,5 ± 8,3-szor, p = 0,14) három napig tartó fényintenzitás-megszakítások után nőni szokott az ülő állapothoz képest, de a változások nem érték el jelentősége az egyének közötti nagy változékonyság miatt. Ezek a változások azonban az izgalmi kapacitás növekedésére utalnak a háromnapos, hosszan tartó munkamegszakítások hatására.

Az adatok az átlag ± SEM értéket képviselik. A grafikonok felett reprezentatív foltok láthatók. A szaggatott vonalak megmutatják, hol vágták le a képeket; A teljes hosszúságú blotokat/géleket az 1. (IDLE, ACC), 3. (IDLE, Tubulin), 4. (ABLE, ACC) és 5. (ABLE, Tubulin) kiegészítő ábrák mutatják be. Az ACC (280 kDa) és a tubulin (52 kDa) fehérje expresszióját ugyanabban a blotban mértük. Minden átutalás pontosan ugyanazon feltételek mellett történt. * P

Az adatok az átlag ± SEM értéket képviselik. A grafikonok felett reprezentatív foltok láthatók. Szaggatott vonalak mutatják, hol vágták le a képeket; A teljes hosszúságú blotokat/géleket az 1. (IDLE, AKT), 3. (IDLE, Tubulin), 4. (ABLE, AKT) és 5. (ABLE, Tubulin) kiegészítő ábrák mutatják be. Az AKT (60 kDa) és a tubulin (52 kDa) fehérje expresszióját ugyanabban a blotban mértük. Minden átutalás pontosan ugyanazon feltételek mellett történt. * P

Az adatok az átlag ± SEM értéket képviselik. A grafikonok felett reprezentatív foltok láthatók. Szaggatott vonalak mutatják, hol vágták le a képeket; A teljes hosszúságú géleket/blotokat a 2. ábrán (IDLE, GSK3β), a 3. (IDLE, Tubulin) és az 5. ábrán mutatjuk be (ABLE, GSK3p és Tubulin). A GSK3β (46 kDa) és a tubulin (52 kDa) fehérje expresszióját ugyanabban a blotban mértük. Valamennyi átutalás pontosan ugyanazon feltételek mellett történt. * P

Az adatok az átlag ± SEM értéket képviselik. A grafikonok felett reprezentatív foltok láthatók. Szaggatott vonalak mutatják, hol vágták le a képeket; A teljes hosszúságú blotokat/géleket a 2. ábra (IDLE, Tubulin), a 4. (AIDLE, TBC1D4) és a 6. (ABLE, TBC1D4 és Tubulin) ábra mutatja be. A TBC1D4 (160 kDa) és a tubulin (52 kDa) fehérje expresszióját ugyanabban a blotban mértük. Minden átutalás pontosan ugyanazon feltételek mellett történt. * P

A munkamenet rövid fizikai megszakításokkal történő megszakítása fontos előnyökkel jár az egészség számára, mivel enyhíti a mozgásszegény viselkedés káros hatásait, vagyis az izom inzulin iránti érzékenységének csökkenését. Ennek a beavatkozásnak nagy lehetősége van a T2D megelőzésében és kezelésében is. Az elhízott és a T2D egyének csökkentették az egész testet átfogó inzulin által stimulált glükóz clearance-t 47, és számos bizonyíték arra utal, hogy a csökkent inzulin által közvetített glükózfelvétel az izmokban a T2D 47, 48 etiológiájának legfőbb hibája. Ezzel szemben a T2D 49-ben szenvedő egyéneknél a kontrakció által közvetített glükózfelvétel megmaradt. Jövőbeni vizsgálatokra van szükség ezeknek a beavatkozásoknak az inzulinrezisztens egyénekben történő tesztelésére.

Következtetés

Összefoglalva: míg az ülés heveny megszakításai serkentik a kontrakció által közvetített glükózfelvételi utat, a három napos megszakítások átmenetet váltanak ki az inzulinjelző út modulációjába. Ezek a változások mechanikai alapokra utalnak, amelyek segíthetnek megmagyarázni az étkezés utáni glükóz-anyagcsere javulását az ülési idő rendszeres szüneteivel. Más mechanisztikus tanulmányok megalapozhatják a munkamenetek szüneteinek támogatását, és tájékoztathatják a megszakítási rendszerek finomítását az egészségre gyakorolt ​​hatásuk maximalizálása érdekében.

további információ

Hogyan lehet idézni ezt a cikket: Bergouignan, A. és mtsai. Az ülő idő gyakori megszakításai modulálják az összehúzódást és az inzulin-stimulált glükózfelvételi utakat az izmokban: Randomizált klinikai vizsgálatok kiegészítő áttekintése. Sci. Rep. 6., 32044; Doi: 10.1038/srep32044 (2016).