Astma a obezita Dieta versus cvičení

Naší primární hypotézou je, že zánětlivé SNP mohou regulovat stupeň zánětlivé reakce, přičemž obezita modifikuje závažnost onemocnění. V tomto případě astma, které se vyvine v souvislosti s obezitou, ukazuje potenciální škodlivý vztah mezi specifickým prozánětlivým stavem (obezita) a genetickými regulátory zánětu (SNP).

Naše sekundární hypotéza navrhuje, že krátkodobá (12týdenní) ztráta hmotnosti samotnou dietou, ale ne samotným cvičením, sníží zánět specifický pro plic a zmenší prozánětlivé reakce u obézních adolescentek Afroameričanky s astmatem ve srovnání s kontrolou na čekací listině. skupina, která po prvních 12 týdnech poté dostávají kombinovanou 12týdenní dietu plus cvičební program (kontrola na čekací listině/kombinovaný). Třetí výzkumná hypotéza navrhuje, že frekvence identifikovaných SNP bude významně souviset s množstvím ztráty tuku dietou, cvičením nebo kombinovaným programem a bude dále zprostředkována specifickými ukazateli dýchacích cest a pro- a protizánětlivými markery. Mezi konkrétní cíle patří:

1. Stanovit frekvenci jednonukleotidových polymorfismů a SNP haplotypů v pro- a protizánětlivých genech u obézních a neobézních astmatických a neastmatických adolescentek ve věku 13-19 let nebo věku.
2. Zkoumat účinky diety nebo cvičení na plicní specifický zánět (vydechovaný oxid dusnatý, [eNO]) a pro- a protizánětlivé reakce u obézních adolescentek s astmatem a neastmatikou afroameričanů ve srovnání s kontrolním/kombinovaným skupina.
3. Stanovit účinky zánětlivých SNP na modulaci několika zánětlivých markerů a plicního specifického zánětu (eNO) u afroamerických obézních astmatických a neastmatických dospívajících před a po snížení hmotnosti dietou, cvičením nebo obojím.

Provedeme průřezovou analýzu 4 skupin afroamerických dospívajících (13-19 let) žen následovně: Skupina 1A: Obézní s astmatem Skupina 1B: Neobézní s astmatem Skupina 1C: Obézní neastmatici Skupina 1D: Ne -obézní, neastmatici

Pacienti zahrnutí do této části studie budou afroamerické obézní a neobézní astmatické adolescentky ve věku 13–19 let, jak je definováno Centrem pro kontrolu nemocí Spojených států amerických (USCDC 2000 pohlavně specifický index tělesné hmotnosti (BMI) pro daný věk růstové grafy. Jako kontroly budeme zahrnovat afroamerické obézní ženy, adolescentky bez astmatu a kontrolní skupiny zdravého věku (neobézní, neastmatičky).

Za předpokladu dominantního modelu pro haplotyp 5 SNP by vzorek 100 jedinců na skupinu (odpovídající 1:1) dosáhl alespoň 80% síly k detekci OR 1,5 pro asociaci haplotypu s členstvím ve skupině (jako např. obézní s astmatem vs. neobézní s astmatem), na hladině významnosti 0,05. Všechna ostatní skupinová srovnání by předpokládala stejné podmínky, proto jsou vyžadovány vzorky 100 pro každou ze skupin.

Poté, co rodič/opatrovník podepíše informovaný souhlas, provede se obecná lékařská prohlídka a anamnéza a provede se spirometrické testování k posouzení funkce plic každého účastníka, bude vyhodnocen stav obezity. U dívek, u kterých bylo během návštěvy 1 zjištěno, že nejsou obézní, bude odebráno přibližně 30 ml periferní krve od 100 astmatiků a 100 neastmatických kontrol zdravého věku. U obézních účastníků (100 astmatiků a 100 neastmatiků) budou odebrány vzorky periferní krve během návštěvy 2 (základní hodnota). Periferní krev bude testována na hemoglobin A1-C (HA1C), lipidový profil a ke stanovení přítomnosti zánětu a genetických markerů. Další vzorek krve od všech afroamerických dospívajících dívek účastnících se studie bude odebrán do heparinových zkumavek (2 10ml zkumavky). Mononukleární vrstva bude separována pomocí hustotních gradientů a bude charakterizovat cirkulující MDS. Průtoková cytometrie bude použita ke stanovení procenta monocytárních nebo granulocytárních MDSC pomocí několika fluorescenčně značených protilátek, včetně anti-CD11b, CD14, CD15, CD33, CD66 a HLA-DR. DNA bude extrahována DNAzolem (Invitrogen Corp; Grand Island, NY). Pro analýzu SNP plánujeme použít lidský CNV370-Quad bead čip od lllumina (lllumina Inc, San Diego, CA). Tento čip umožňuje analýzu více než 370 000 SNP současně a využívá pouze 200 ng genomové DNA. Nejprve se zaměříme na naši analýzu SNP genu pro prozánětlivé a protizánětlivé cytokiny (/LS, TNF, TGFB, ILIO, IL8, IL6, PTGS2, ARG1) a SNP v leptinu, leptinovém receptoru a adiponektinu (tabulka 11) a výsledky budou potvrzeny TaqMan následovně: genomová DNA (5 ng) bude denaturována při 95 °C po dobu 10 minut a amplifikována po dobu 40 cyklů po 15 sekundách při 92 °C a 1 minutě při 58 °C, v přítomnosti 2X Univerzální hlavní směs TaqMan (Applied Biosystems), voda a příslušná směs primeru a reportérové ​​sondy (označená buď FAM nebo VIC). Reakce bude analyzována pomocí přístroje 7900 HT (Applied Biosystems) na přítomnost fluorescenčního markeru VIC nebo FAM, nebo obou, za použití systému detekce sekvencí (Applied Biosystems) ke stanovení genotypu. Kontroly budou zahrnovat jedince známého genotypu a slepé vzorky bez DNA. Kromě toho bude 15 % vzorků testováno dvakrát v samostatných testech a bude porovnána klasifikace alel. Jedinci známého genotypu a slepé vzorky bez DNA budou zahrnuti pro každý SNP v každé šarži.

K posouzení statistické významnosti rozdílů ve frekvencích různých SNP mezi obézními astmatiky, neobézními astmatiky, obézními neastmatiky a zdravými kontrolami budou použity chí-kvadrát, Fisherův exaktní a studentův t test. Frekvence haplotypů budou odvozeny pomocí logaritmicko-lineárního modelování začleněného do algoritmu maximalizace očekávání. Postupy kontroly kvality (včetně hodnocení účinnosti genotypizace a Hardy-Weinbergovy rovnováhy), hodnocení vazebné nerovnováhy mezi markery a také analýza asociace haplotypů budou prováděny samostatně u obézních versus neobézních a astmatiků versus neastmatiků.

Po zápisu podstoupí způsobilí účastníci základní návštěvu, která zahrnuje odběr přibližně 30 ml periferní krve, sken duální rentgenové absorpce (DEXA), vydechovaný oxid dusnatý (eNO) a způsobilost ke studii podle lékaře studie. Po této základní návštěvě budou obézní účastníci s astmatem a bez astmatu randomizováni do:

1) pouze dieta, 2) pouze cvičení nebo 3) pořadník/kombinovaná intervence (žádná intervence po dobu 12 týdnů s následnou kombinovanou dietou a cvičením).

Do každé léčebné a kontrolní skupiny bude přijato přibližně 110 subjektů. Za předpokladu 20% míry opotřebení udržíme 360 ​​subjektů, 90 na skupinu, což poskytne dostatečnou statistickou sílu pro:

1. detekovat významné rozdíly v eNO mezi pouze dietou, pouze cvičením, kombinovaným programem nebo kontrolní skupinou afroamerických obézních astmatiků a neastmatiček podle níže uvedených výpočtů velikosti vzorku a;
2. jako součást výzkumného cíle 3 určit účinky zánětlivých SNP na modulaci zánětlivých markerů a eNO u obézních afroamerických adolescentek s astmatem a neastmatikem před a po snížení hmotnosti dietou, cvičením nebo obojím podle vzorku výpočty velikosti výkonu).

Intervenční metody:

Léčebné skupiny obdrží program modifikace chování Trim Kids, ale intervenční materiály budou specifické pouze pro léčbu dietou nebo pouze cvičením. Neobézní astmatici a neobézní, neastmatici budou sloužit jako kontroly pro explorativní cíl a budou se účastnit pouze všeobecné lékařské prohlídky, spirometrie a krevních testů. Rodiče a děti navštěvují týdenní dvouhodinové komplexní sezení po doporučenou dobu. Lékařský dohled a vedení jsou poskytovány lékařem nebo sestrou při každém sezení, aby se zvýšila kompliance a sledovaly vedlejší účinky.

Léčba astmatu: Vyloučíme osoby s těžkým nebo nekontrolovaným astmatem. V případě akutních astmatických záchvatů budou účastníci léčeni podle písemného a revidovaného akčního plánu pro astma, s použitím léků na astma nebo S-agonistů, jako je Albuterol, a v případě potřeby s krátkou léčbou dalších léků. Astmatičtí účastníci zapojení do intervenční skupiny budou také muset použít před cvičením dávku léků na astma před účastí na každém cvičení nebo budou z tohoto cvičení vyloučeni. Jakákoli exacerbace bude zaznamenána a účastníci budou moci kontaktovat poskytovatele zdravotní péče a v případě potřeby budou odkázáni na pohotovostní služby. V případě závažnější exacerbace nebo progresivního zhoršování bude účastník léčen podle standardní péče a bude vyřazen ze studie, pokud je chronická nebo prodloužená protizánětlivá léčba považována za prioritu.

Výživová výchova zahrnuje řadu vzdělávacích aktivit, které jsou specifické pro potřeby každé skupiny, jak postupují různými fázemi léčebného programu. Děti mají k dispozici snadno použitelné kontrolní seznamy frekvence jídla, které musí každý týden vyplnit.

Cvičební protokoly, které budou použity v této studii, budou založeny na cvičebním protokolu Trim Kids, který přizpůsobí doporučení zdravotnímu stavu dítěte (přidružená onemocnění, jako je astma), jeho tělesné hmotnosti a fyzické kondici. Všechna doporučení týkající se cvičení se budou řídit pokyny Americké hrudní společnosti (ATS), Americké akademie pediatrie (AAP) a Americké akademie sportovní medicíny (ACSM). Cvičení ve wellness centru LSUHSC bude pod dohledem ACSM certifikovaných instruktorů a osobních trenérů. Během každého 12týdenního sezení programu odpovídají pohybové aktivity fyzické kondici skupiny s obezitou a schopnosti porozumět, syntetizovat a aplikovat informace o zdraví a kondici v každodenních životních situacích. Děti obdrží cvičební video obsahující cvičební rutinu, kterou mohou provádět doma. Dostávají také kartičky pro záznam počtu minut fyzické aktivity, kterou každý týden vykonávají. Dodržování je monitorováno sledováním těchto záznamových karet fyzické aktivity a sledováním srdeční a dechové frekvence. Modifikace chování a psychosociální výchova jsou integrovány do edukačních sezení psychologa.

Učí se dovednosti modifikace chování s důrazem na to, jak se používá diskuse, modelování, hraní rolí a řízené řešení problémů. Diskutuje se o tématech, jako je sebemonitorování, odhodlání, stanovování limitů, vytváření návyků, stanovování cílů a akční plány, dovednosti v rozhodování a nácvik asertivity.

Intervence bude provedena ve wellness centru Health Sciences Center Louisiana State University (LSU). Během prvních 30 minut každé týdenní lekce se dietní i cvičební skupiny setkají za účelem lékařského sledování a vážení v klinické oblasti sousedící s soukromou místností s váhou.

Skupina pouze s dietou se sejde ve třídě po 30minutovém lékařském sledování a zvážení. Následovat bude hodina modifikace chování po dobu 30 minut a Výživová výchova po dobu přibližně 30-60 minut. Účastníci studie zapsaní pouze do diety budou zařazeni buď na proteinovou modifikovanou rychlou dietu plus suplementaci vitamínů a minerálů, následovanou vyváženou, hypokalorickou dietou a/nebo středně intenzivním, progresivním cvičebním programem a budou jim poskytnuty pokyny k chování. modifikace.

Skupina pouze pro cvičení se sejde ve velké víceúčelové místnosti po 30 minutách lékařského sledování a zváží se. Hodina modifikace chování bude následovat po dobu 30 minut. Účastníci budou využívat aerobní vybavení, navštěvovat kulturně specifické taneční kurzy, účastnit se silového tréninku a venkovních rodinných terénních sportů v přilehlém areálu komunitního parku po dobu přibližně 30-60 minut. Účastníci cvičí hravým, sporadickým, přerušovaným způsobem, zatímco instruktor probírá klíčové pojmy pomocí symbolů, hudby a různých rekvizit.

Po 12týdenní čekací době se účastníci kombinovaného programu setkají v samostatné víceúčelové místnosti a jednou týdně se zúčastní lekcí o dietě, cvičení a úpravách chování.