FORSCHUNGSDESIGN UND -METHODEN
Förderfähigkeit
Insgesamt 440 Freiwillige reagierten auf lokale Werbung. Die Teilnehmer konnten untersucht werden, wenn sie die folgenden Kriterien erfüllten: im Alter von 25 bis 70 Jahren, in der Lage und bereit, an einem Ernährungs- und Bewegungsprogramm teilzunehmen (7), und keine persönliche Vorgeschichte von Diabetes oder einer schweren Erkrankung, psychiatrischen Erkrankung oder Drogen- oder Alkoholabhängigkeit. Diejenigen, die Warfarin oder orale Steroide erhielten, waren ausgeschlossen, aber diejenigen, die andere Medikamente einnahmen, waren eingeschlossen, wenn sie für >6 Monate behandelt worden waren und es unwahrscheinlich war, dass sie das Medikament während des Interventionszeitraums veränderten. Das Screening umfasste die Messung von Nüchternglukose, Insulin und Triglyceriden. Diejenigen mit Nüchternglukose < 6,1 mmol / l und schlechter Insulinsensitivität (n = 140) basierend auf unserer veröffentlichten Vorhersagegleichung (8) waren für eine euglykämische Insulinklemme geeignet. Diejenigen mit einem Insulinsensitivitätsindex ≤4.2 G * mU−1 · l−1 (G = Glucose infundiert in mg · kg−1 · min-1) wurden zur Teilnahme an der Interventionsstudie eingeladen. Dieser Grenzwert entsprach dem niedrigsten 25. Zentil einer mageren Population (BMI <27 kg/m2). Neunundsiebzig kaukasische Männer und Frauen waren berechtigt und gaben Einverständniserklärung für die Studie, die von der Otago Ethikkommission genehmigt wurde. Screening und Rekrutierung fanden zwischen Februar 1999 und August 2000 statt. Die Teilnehmer wurden nach Stratifizierung nach Geschlecht und Grad der Insulinsensitivität in Neunerblöcken (so dass der Eintritt in die Studie gestaffelt werden konnte) auf die drei Gruppen randomisiert.
Diätetische Intervention
Das bescheidene Diätprogramm sollte die aktuellen Ernährungsempfehlungen widerspiegeln, und die intensive Diät zielte darauf ab, eine noch niedrigere Gesamt- und gesättigte Fettaufnahme, einen niedrigeren Cholesterinspiegel in der Nahrung und eine höhere Ballaststoffaufnahme zu erreichen. Das bescheidene Programm zielte darauf ab, eine Diät zu erreichen, bei der <32% der Gesamtenergie aus Fett, ∼11% aus gesättigten Fettsäuren, 14% aus einfach ungesättigten Fettsäuren, 7% aus mehrfach ungesättigten Fettsäuren, 50% aus Kohlenhydraten und 18% aus Proteinen stammten. Cholesterin-Ziele waren <200 mg pro Tag und Ballaststoffe >25 g pro Tag. Die intensive Diät zielte auf <26% der Gesamtenergie aus Fett, <6% aus gesättigten Fettsäuren, 13% aus einfach ungesättigten Fettsäuren, 7% aus mehrfach ungesättigten Fettsäuren, 55% aus Kohlenhydraten und 18% aus Eiweiß ab. Cholesterin-Ziele waren <140 mg / Tag und Ballaststoffe >35 g/ Tag. Zusätzlich zu diesen Makronährstoffzielen wurden für jede Diät Nahrungsmittel angegeben, die reich an Nährstoffen waren, von denen angenommen wurde, dass sie die Insulinsensitivität erhöhen (9); Die bescheidene und die intensive Gruppe mussten täglich drei bzw. sieben solcher Nahrungsmittel zu sich nehmen. Zu den Lebensmitteln der Studie gehörten Lebensmittel mit niedrigem glykämischen Index, Fisch, Nüsse, Samen, Getreide, Nudeln, Reis, Obst, Gemüse, Hülsenfrüchte und fettarme Milchprodukte. Die Diäten wurden individuell verschrieben und basierten auf der üblichen Aufnahme jedes Teilnehmers oder einem Energieniveau, das zu einer allmählichen und nachhaltigen Gewichtsreduktion führen sollte. Die Compliance wurde anhand einer 4-tägigen Diätaufzeichnung zu Studienbeginn, 2 Monaten und 4 Monaten sowie anhand eines täglichen Aufzeichnungsblatts bewertet, in dem Art und Menge der empfohlenen Lebensmittel aufgezeichnet wurden. Diät-Datensätze wurden mit Diet Cruncher für Macintosh (Version 1.1.0) analysiert; Marshall-Seeley, Dunedin, Neuseeland), das Daten zur Lebensmittelzusammensetzung des New Zealand Institute for Crop and Food Research (10) verwendete. Es wurden keine Änderungen an der Datenbank vorgenommen. Lebensmittel, die nicht in der Datenbank enthalten waren, wurden so codiert, dass überall die gleichen Substitutionen vorgenommen wurden, und die Teilnehmer wurden gebeten, Rezepte anzugeben, damit einzelne Zutaten in der entsprechenden Menge eingegeben und analysiert wurden. Einige Lebensmittel wurden kostenlos geliefert (Müsli, fettarmer Aufstrich und Rapsöl), und alle Ernährungsinformationen, einschließlich Listen geeigneter Lebensmittel, Essenspläne, zu vermeidende Lebensmittel, Koch- und Zubereitungshinweise sowie Rezepte, wurden bereitgestellt.
Übungsintervention
Zu Studienbeginn basierte die Bewertung der jüngsten Teilnahme an körperlicher Aktivität auf dem validierten Fragebogen von Life in New Zealand (11). Das individuell gestaltete Trainingsprogramm sollte 30 Minuten Aktivität an 5 Tagen / Woche (je nach Gruppe mit unterschiedlichen Intensitäten) beinhalten und bevorzugte Aktivitäten berücksichtigen. Ein Übungsberater übte mindestens einmal pro Woche mit jedem Teilnehmer in einer Einzel- oder Gruppensituation, um sicherzustellen, dass geeignete Aktivitäten ausgewählt und Motivation und Compliance verbessert wurden. Das bescheidene Trainingsinterventionsprogramm basierte auf aktuellen Empfehlungen zur Gesundheitsförderung für Aktivitäten, in denen keine Herzfrequenzziele festgelegt sind (2). Das Interventionsprogramm für intensives Training zielte darauf ab, die Richtlinien des American College of Sports Medicine von 1990 zur Entwicklung und Aufrechterhaltung der kardiorespiratorischen und muskulären Fitness zu erfüllen (12). Die Teilnehmer wurden ermutigt, fünfmal pro Woche für mindestens 20 Minuten pro Sitzung bei einer Intensität von 80-90% der altersgesagten maximalen Herzfrequenz zu trainieren. Für die Teilnehmer des Intensivprogramms wurde eine Mitgliedschaft im Fitnessstudio angeboten, um die Teilnahme an kräftigen Aktivitäten und die Beteiligung am Widerstandstraining mindestens zweimal pro Woche zu fördern. Art und Dauer der körperlichen Aktivität wurden von den Teilnehmern für beide Interventionsgruppen auf einem Tagesblatt aufgezeichnet (wöchentlich gesammelt). Die Kontrollgruppe wurde gebeten, ihre übliche Ernährung und Bewegung während des 4-monatigen Versuchszeitraums fortzusetzen.
Klinische Besuche
Zum Zeitpunkt der euglykämischen Insulin-Clamp-Studie wurden Nüchternblutproben für Lipidmessungen entnommen und Anthropometrie- und Blutdruckmessungen wiederholt. Die Teilnehmer wurden in eine der drei Gruppen randomisiert und innerhalb von 1 Woche hatten sie einen Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA) -Scan und einen Belastungstest. Alle diese Maßnahmen stellten Basisdaten dar. Die Intervention wurde begonnen, sobald alle Baseline-Maßnahmen gesammelt wurden. Die Teilnehmer der Interventionsgruppen wurden von den Forschern wöchentlich zu einer Gewichtsmessung und einer kurzen Ernährungs- und Bewegungsbewertung gesehen. Wenn die Teilnehmer nicht anwesend waren, wurden sie telefonisch kontaktiert, ihre Fortschritte besprochen und ein weiterer Termin vereinbart. In jedem monatlichen Intervall hatten die Teilnehmer der Interventionsgruppen die folgenden Messungen: Gewichts-, Taillen- und Hüftmessungen, Blutdruck, einen Nüchternbluttest auf Glukose, ein Insulin- und Lipidprofil und einen 1-Meilen-Gehtest. Bis zum Ende des 4-Monats-Zeitraums, als die Baseline-Maßnahmen bei allen Teilnehmern wiederholt wurden, wurde kein Kontakt mit der Kontrollgruppe hergestellt.
Methodik für Ergebnismessungen
Das Verfahren zur Messung des Taillen- und Hüftumfangs, des Blutdrucks, des Nüchterninsulins, der Glukose und der Lipide wurde zuvor beschrieben (8). Das Gewicht wurde mit demselben Satz kalibrierter elektronischer Waagen gemessen, und alle Teilnehmer wurden ohne Schuhe oder schwere Kleidung gewogen. Die letzten 50% der rekrutierten Teilnehmer hatten einen oralen Glukosetoleranztest (OGTT), bei dem eine Lösung mit 75 g Dextrose nach einem 10-stündigen Fasten über Nacht eingenommen wurde, gefolgt von einer venösen Blutglukoseentnahme bei 120 min (13). Die Körperzusammensetzung wurde mit DXA gemessen, einem sensitiven Test zur Quantifizierung von Veränderungen der Fett- und Fettmasse in vivo (14) und zur Beurteilung der regionalen Fettverteilung (15). Gesamtkörperscans wurden mit demselben Lunar DPXL-Scanner (Lunar, Madison, WI) zu Studienbeginn und am Ende der Studie an allen Teilnehmern mit einem Gewicht von <120 kg unter Verwendung der vom Hersteller empfohlenen Patientenpositionierung und Scangeschwindigkeiten durchgeführt. Alle Scans wurden mit dem Softwarepaket l.35 (Lunar) analysiert. Die Variationskoeffizienten betrugen 2,6% für die Fettmasse, 2,5% für den gesamten Körperfettanteil, <3% für regionale Fettmaße und 0,88% für die Magermasse (15).
Die Insulinsensitivität wurde unter Verwendung der euglykämischen Insulinklemme gemessen, wobei Insulin (Actrapid) mit 40 mU · m–2 · min–1 infundiert und der Blutzuckerspiegel so nahe wie möglich an 4,5 mmol / l gehalten wurde (8). Das Ausmaß, in dem Fettgewebe zur Glukoseentsorgung beiträgt, ist umstritten; Daher haben wir die Glukose ausgedrückt infundiert (G) für das Gesamtkörpergewicht (Gbw) und Glukose infundiert für fettfreie Masse (Gffm) berechnet aus der DXA (Gffm = Gbw · Gewicht-1 · magere Körpermasse–1) in mg · kg–1 · min–1. Gbw und Gffm werden allein angegeben und geteilt durch den durchschnittlichen Insulin (i) –Spiegel während der letzten 60 Minuten des Tests (Gbw / i und Gffm / i) in G · mU–1 · l-1. Ein Vo2max * -Test wurde bei sitzenden übergewichtigen Erwachsenen als unangemessen angesehen; Daher wurde die aerobe Fitness unter Verwendung eines submaximalen Gehtests auf einem motorisierten Laufband (Quinton Series 90 Q65; Quinton Instrument, Seattle, WA) basierend auf einem modifizierten Bruce-Protokoll geschätzt (16). Der Test wurde beendet, wenn die Zielherzfrequenz (75% des altersgesagten Maximums) erreicht war oder die Übung nicht fortgesetzt werden konnte. Diejenigen, die β-Blocker erhielten, wurden ausgeschlossen. Minutenventilation (VE), Sauerstoffverbrauch (Vo2) und Kohlendioxidproduktion (VCO2) wurden durch offene Spirometrie / indirekte Kalorimetrie gemessen (Sensormedics Metabolic Cart 2900Z BXB; Sensormedics, Anaheim, CA). Der Gasanalysator wurde vor jedem Test mit Standardgemischen kalibriert. Die durchschnittliche Herzfrequenz und Vo2 wurden für die letzte Minute jeder 3-minütigen Phase berechnet. Eine Stufe wurde aufgenommen, wenn das Subjekt abgeschlossen hat >2 min. Wenn die Herzfrequenz <100 bpm betrug, wurden für die geschätzte Vo2max nur Stufen verwendet, in denen die Herzfrequenz im Vergleich zur vorherigen Stufe um mindestens 5 bpm anstieg. Die Herzfrequenz wurde gegen Vo2 aufgetragen, und die vorhergesagte Vo2max wurde durch Extrapolation auf die geschätzte maximale Herzfrequenz bestimmt. Belastungstests wurden von dieser Analyse ausgeschlossen, wenn weniger als drei Stufen abgeschlossen waren oder wenn die Gassammlung unvollständig war.
Statistische Methoden
Die Berechnungen der Stichprobengröße basierten auf einer Schätzung der SD des log-transformierten Insulinsensitivitätsindex (Gffm / i), der 0,25 betrug. Somit würde eine Stichprobengröße von 25 in den drei Gruppen eine 80% ige Chance ergeben, eine 20% ige Verbesserung der Gffm / i unter Verwendung des 5% igen Signifikanzniveaus festzustellen. Die Regressionsanalyse mit dem Baseline-Maß als Kovariate wurde verwendet, um die Behandlungsgruppen mit der Kontrollgruppe zu vergleichen. Es wurde die Statistiksoftware STATA Version 7.0 (Stata, College Station, Texas) verwendet. Alle wichtigen Endpunkte wurden ohne Kenntnis der Behandlungsgruppen bewertet.