Vitamin D a zdravotní stav britských afrických-karibských žen

Úvod

Nedostatek vitaminu D zůstává globálním problémem veřejného zdraví (Wilson 2017). Existují silné epidemiologické důkazy spojující nízký stav vitaminu D s cukrovkou, kardiovaskulárním onemocněním, osteoporózou, osteoartritidou a některými druhy rakoviny (NatCen 2018). Tento stav má významný finanční dopad na ekonomiku, a proto má význam pro veřejné zdraví (Sturges 2018).

Britská afro-karibská populace ve Spojeném království (UK) neustále roste (sčítání ve Spojeném království v roce 2011). Navzdory tomu chybí výzkum zaměřený na stav vitaminu D u této populace. Tato populace je zvláště ohrožena nedostatkem vitaminu D kvůli typu pleti, který brání produkci vitaminu D v kůži (Libon 2013). Dále, vzhledem ke geografické poloze Spojeného království, je zde ještě větší snížená schopnost produkovat vitamín D kvůli nízkému slunečnímu záření (Libon 2013).

Hlavním zdrojem vitamínu D je vystavování pokožky slunci. Ve Spojeném království je UV záření dostatečně silné pouze mezi dubnem a zářím, aby došlo k produkci vitamínu D (Wilson 2017). V zimních měsících je potřeba vitamin D konzumovat ve formě potravin nebo doplňků. Naše studie se zaměří na stav vitamínu D u britských afro-karibských žen žijících ve Spojeném království na konci podzimu a v zimě 2019/2020 a porovná tato zjištění s druhým vzorkem na jaře 2020. Kromě toho vědci určí, které faktory, jako je příjem ve stravě, vystavení slunci a svalová síla, přispívají ke stavu vitaminu D. Každý účastník bude vyžadovat dvě návštěvy univerzity, první sezení bude trvat přibližně 2 hodiny, druhé bude kratší, protože se nebudou opakovat všechna opatření. Studie je financována University of Surrey.

Zjištění této studie mohou vést ke strategiím pro zlepšení stavu vitaminu D v této populaci, stejně jako ke zlepšení pokynů na pomoc lidem s tmavší pletí, pokud jde o vystavení slunečnímu záření ve vysokých zeměpisných šířkách.

Cíle

Primární cíle:

1. Posouzení stavu vitaminu D u žen z britské afro-karibské oblasti ve věku 18-35 a >55 let
2. Porovnat stav vitaminu D účastníků na konci podzimu a v zimě 2019/2020 s hladinami na jaře 2020

3. Určete vliv slunečního záření, příjmu vitaminu D ve stravě, svalové síly, životního stylu a antropometrických faktorů na stav vitaminu D

   Sekundární cíle:

4. Zhodnoťte úroveň spotřeby vitaminu D ze stravy
5. Změřte minerální hustotu kostí, minerální složení kostí a složení těla
6. Zhodnoťte úroveň fyzické aktivity
7. Změřte úroveň vystavení UVB slunci
8. Změřte svalovou sílu a vytrvalost
9. Posuďte kvalitativně postoje a chování v souvislosti se sluněním
10. Porovnejte údaje s dříve shromážděnými údaji o kavkazské a jihoasijské populaci

Hypotéza:

Předpokládá se, že britské afro-karibské ženy budou mít horší stav vitamínu D než jejich kavkazské protějšky. Předpokládá se, že osoby s vyšším pobytem na slunci a vyšším příjmem vitaminu D v potravě budou mít vyšší hladiny vitaminu D a také silnější kostní minerální hustotu a svalovou sílu.

Kritéria pro výběr účastníků:

Zařazení

• Ženy

• Britská afro-karibská oblast

  • Vlastní hlášení
  • Mít africký původ a migrovat přes karibské ostrovy nebo mít alespoň jednoho rodiče s africkým původem, který migroval přes Karibik
• Žít v Anglii déle než 2 měsíce
• Ve věku 18-35 nebo >55 let
• Žádné výrazné zdravotní problémy
• Premenopauzální (pravidelné menstruace) nebo postmenopauzální (menstruační periody zastavené na dobu delší než 12 po sobě jdoucích měsíců)
• BMI 18-30kg/m2

Vyloučení

• Ženy v perimenopauze nebo menopauze
• Těhotná nebo plánující těhotenství během studijního období
• Hyperkalcémie (>2,5 mmol/l) – hodnocena a vyloučena na začátku
• V současné době se léčí na zdravotní stavy, které pravděpodobně ovlivňují metabolismus vitaminu D (osteoporóza, hormonální substituční léčba, léčba antiestrogeny, antiepileptika a léčba rakoviny prsu)
• Pravidelné používání solárií
• Mít slunečné prázdniny jeden měsíc před zahájením studia nebo plánujete sluneční prázdniny na více než 4 týdny v období studia
• Ženy, které užívají vitamin D nebo doplňky vápníku (nebo multivitaminové doplňky, které tyto vitaminy obsahují) – Pokud potenciální účastnice souhlasí s ukončením užívání suplementů, aby se mohly zapojit do studie, je přijatelné období vymývání 8 týdnů před zahájením studie.
• Žije v Anglii méně než 2 měsíce

Vybrání

Všichni účastníci budou během procesu udělování souhlasu upozorněni, že mohou kdykoli odstoupit ze zkušebního období bez udání důvodu.

Počet účastníků, kteří mají být přijati

Vyšetřovatelé se zaměří na nábor n = 100 účastníků, kteří budou zahrnuti do studie na konci podzimu a v zimě 2019/2020, přičemž titíž účastníci přijdou do opakované studie na jaře 2020.

Tento počet je založen na minimu požadovaném k poskytnutí spolehlivých a zobecněných výsledků a v rámci finančních a časových omezení studie.

Shrnutí návrhu experimentu a použitých metod

Jedná se o observační studii, která bude vyžadovat dvě návštěvy klinické výzkumné jednotky (CIU) na University of Surrey, Guildford. Jedna návštěva se uskuteční na konci podzimu a zimy 2019/2020 a druhá na jaře 2020.

Účastníci budou získáváni prostřednictvím národních zdravotnických služeb (NHS), místních skupin, komunitních skupin, univerzitních klubů a společností, letáků a sociálních médií. Zájemci o studii budou kontaktovat výzkumníky a poté jim bude zaslán informační list pro účastníky a screeningový dotazník, aby se zjistilo, zda splňují kritéria pro zařazení.

Naverbovaní účastníci přijdou na CIU nalačno. Po podepsání souhlasu budou provedena následující měření:

1. Antropometrická měření Každému účastníkovi budou provedena následující antropometrická měření: Hmotnost, výška, poměr pasu k bokům, obvod pasu, poměr pasu k výšce a složení těla.

   Hmotnost a složení těla budou měřeny s přesností na 0,1 kg. Toho bude dosaženo pomocí analyzátoru složení těla Tanita MC-180MA. Výška stání bude měřena pomocí nástěnného stadiometru s přesností na 0,1 cm. Obvod pasu a boků se změří pomocí neprodloužitelného standardního měřidla v nejužším místě trupu pro měření pasu (pokud to nelze odhadnout, jako referenční bod se použije úroveň pupku) a nejširší část boků pro měření boků s přesností na 0,1 cm.

   Poměr pasu a boků se vypočítá vydělením míry pasu mírou boků (pas ÷ boky) a poměr pasu a výšky se vypočte vydělením míry pasu mírou výšky (pas ÷ výška)

2. Vzorek krve Vzorek krve nalačno odebere vyškolený flebotomista po dobu 8 hodin.

   Budou použity následující sběrné zkumavky:

   • 15ml zkumavka BD Vacutainer® SSTTM (červený vrch): sérum 25OHD, vápník a albumin, P1NP, CTX, lipidový profil, stav mikroživin
   • 6ml BD Vacutainer® EDTA (fialová) zkumavka: PTH plazma, hladina glukózy v krvi
   • 3ml EDTA: Krevní DNA

   Odběr krve proběhne jednou, při každém ze dvou sezení. Během každého sezení bude odebráno přibližně 25 ml krve, přičemž během celé studie bude odebráno celkem 50 ml krve.

   Albumin, lipidový profil, stav mikroživin a hladina glukózy v krvi budou analyzovány na University of Surrey. Kostní markery; P1NP a CTX budou analyzovány v Metabolic Bone Centre, Northern General Hospital, Sheffield. Sérum 25OHD, PTH plazma, vápník budou analyzovány ve zdravotnickém trustu Imperial College NHS.

   Vzorky séra i plazmy budou skladovány při -80 °C na University of Surrey.

   Po odběru krve bude pro účastníky zajištěno občerstvení.

3. Skenování periferní počítačovou tomografií (pQCT) Pro měření minerálního složení kostí bude provedeno skenování pQCT. Bude provedeno skenování nedominantního předloktí. Pokud se účastník během skenování pohne, bude nutné jej opakovat. Skenování je bezbolestné a zahrnuje velmi nízkou celkovou efektivní radiační dávku přibližně 0,5 uSv.

4. Sken duální energetické rentgenové absorptiometrie (DEXA) Před skenováním DEXA účastníci vyplní dotazník před skenováním, který zahrnuje prohlášení, že nejsou těhotné. Účastníci budou mít možnost provést těhotenský test před skenováním pQCT a DEXA.

   Budou provedeny dva skeny DEXA. Jeden sken pro posouzení minerální hustoty kostí a složení těla celého těla a druhý pro specifické posouzení rizika zlomeniny skenováním stehenní kosti, kyčle a hlavice stehenní kosti. Efektivní expoziční dávky pro tyto skeny jsou přibližně 9 uSv, respektive 8 uSv. Celková dávka podle protokolu výzkumu je přibližně 18 uSv, což odpovídá přibližně 3 dnům přirozeného záření na pozadí.

5. Test ze sedu do stoje 30sekundový test ze sedu do stoje se používá k měření síly a vytrvalosti nohou. Židle bez područek bude umístěna ke zdi, aby se zabránilo uklouznutí. Účastník bude sedět na židli s rovnými zády, nohama na šířku ramen na podlaze, s rukama zkříženýma v zápěstích a přidrženými k hrudi. Pokud účastník použije ruce ke vstávání, je hodnocen 0. Účastník dokončí co nejvíce plných postojů během 30 sekund.
6. Test síly úchopu Účelem tohoto testu je změřit maximální izometrickou sílu svalů ruky a předloktí. Účastník umístí paži v pravém úhlu s loktem na straně těla a použije nedominantní ruku k držení ručního dynamometru (5401 Hand Grip Dynamometer, Takei Scientific Instruments Co. Ltd, Niigata, Japonsko). Účastník bude mačkat dynamometr maximálním úsilím po dobu 5 sekund. Budou provedeny průměrně tři testy s přesností na 0,1 kg.
7. International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) shortform Pro získání údajů o fyzické aktivitě v každodenním životě bude proveden dotazník fyzické aktivity.
8. Dotazník o oslunění Dotazník o oslunění měří, jak často účastníci tráví na slunci v různých ročních obdobích, jaké části těla byly exponovány a zda byli nedávno na letní dovolené.
9. Dotazník o životním stylu Dotazník o životním stylu měří řadu faktorů včetně typu pleti, anamnézy, vzdělání, chování a postoje k vystavování se slunci a znalosti a spotřebu vitaminu D.
10. Návod, jak vyplnit 4denní stravovací deník 4denní stravovací deníky budou vedeny pro měření dietního příjmu, zejména příjmu vitaminu D. Ty budou používány doma po dobu čtyř dnů, z nichž jeden bude víkend den. Účastníci jsou požádáni, aby zaznamenali čas, co jedí, způsob vaření a snědené množství. Budou instruováni, aby je poslali zpět vyšetřovatelům pomocí poskytnutých bezplatných obálek. Výzkumníci mohou účastníkům zatelefonovat nebo poslat e-mail, pokud budou vyžadovány další informace o jejich stravě. Data budou analyzována pomocí softwaru pro nutriční analýzu Nutritics®.
11. Pokyny, jak nosit dozimetr k měření expozice UVB Účastníci budou požádáni, aby nosili odznak dozimetru s polysulfonovou fólií pro měření expozice UVB. Dozimetry jsou připevněny k svrchnímu oděvu pomocí špendlíku, který se nosí na horní části hrudníku/ramena. Jednotlivci jsou žádáni, aby nosili odznak od východu do západu slunce po dobu 4 dnů, z nichž jeden bude víkendový. Jsou instruováni, aby dozimetr uložili v dodané obálce (ze silného a tmavého materiálu, aby se zabránilo dalšímu vystavení UVB záření během skladování), dokud se nevrátí.

Data budou odečítána na University of Surrey před a po použití dozimetru. Ke zjištění změny absorbance bude použit dvoupaprskový spektrofotometr Cecil Aquarius CE7200 (CV <1 %) při 330 nm.

Výsledky jednotlivých dávek odznaků jsou uváděny ve standardních jednotkách dávky erytému (SED) (1 SED = 100 J/m2). Pro převod na SED bude použit následující vzorec:

SED = 10,7 [∆a330] + 14,3 [∆a330]2 - 26,4 [∆a330]3 + 89,1 [∆a330]4 [∆a330] = Změna absorbance při 330nm dozimetru od expozice před UVB k expozici po UVB

Účastníci budou poté pozváni zpět do CIU na jaře 2020. Na druhém sezení se budou opakovat pouze následující měření: antropometrická měření, krevní vzorek, test ze sedu do stoje, test síly úchopu, 4denní deník jídla a měření expozice UVB pomocí dozimetru. Skenování DEXA, skenování pQCT a dotazníky budou provedeny pouze na základní relaci. Výsledky z obou návštěv budou následně analyzovány.

Statistická analýza Statistická analýza bude provedena s podporou statistického oddělení University of Surrey. Všechny statistické analýzy budou provedeny pomocí statistického softwaru SPSS (verze 25; SPSS Inc., Chicago, IL). Data budou zkontrolována na normalitu pomocí vhodného testování. Bude použita vhodná parametrická/neparametrická analýza.

Manipulace s daty

S údaji bude nakládat hlavní vyšetřovatel, který bude působit jako správce. Budou se dodržovat následující pokyny:

• Všechny údaje zůstanou důvěrné
• Všem účastníkům bude přiděleno jedinečné číslo studie, na jejichž osobní údaje se nikdy nebude odkazovat
• Data budou kódována jedinečným číslem studie
• Všechna anonymizovaná data budou uložena na bezpečném místě na univerzitních serverech a na heslem chráněných počítačích
• Projektová data budou uchovávána po dobu minimálně 6 let a všechna výzkumná data po dobu minimálně 10 let v souladu s Univerzitou a v souladu se zákonem o ochraně osobních údajů {UK} (2018).
• Pokud subjekt nesplňuje kritéria pro zařazení, všechny dotazníky a shromážděná data budou zničena.

Hodnocení studie

Výhody pro účastníky Všem účastníkům studie bude nabídnut souhrn jejich výsledků, včetně stavu vitaminu D a hustoty kostí. Skenování DEXA je považováno za metodu zlatého standardu měření tělesného složení, a proto je pro účastníky cenné. Účastníci také získají důležité informace o svém stavu vitaminu D, který by bez návštěvy praktického lékaře na odběr krve nemohli získat. Tyto výsledky budou nejen zajímavé pro účastníky, ale výzkumníci také zajistí, aby účastníci pochopili, že přispívají k výzkumu vitaminu D ve své populační skupině, a jejich výsledky mohou pomoci změnit směrnice, prospět budoucím populacím a vytvářet účinné kampaně v oblasti veřejného zdraví. Účastníkům nebude zaplaceno, budou jim však proplaceny veškeré cestovní náklady.

Riziko pro účastníky Subjekty si vyžádají dvě návštěvy na University of Surrey, což může způsobit drobné nepříjemnosti, nicméně subjektům budou proplaceny cestovní náklady.

Venepunkce může způsobit mírné nepohodlí, ačkoli vzorek bude odebrán zkušeným flebotomem, aby se minimalizovaly případné nežádoucí účinky. Měření periferní počítačovou tomografií (pQCT) (pro hodnocení kostní minerální denzity) předloktí jsou bezbolestná a zahrnují velmi nízkou celkovou dávku záření. Pokud se účastník během skenování pohne, bude nutné jej opakovat. Přijaté dávky jsou velmi nízké, přibližně 0,5 uSv. Proto jsou rizika/nežádoucí účinky záření pQCT minimální. Budou provedeny celkem dva skeny rentgenové absorpciometrie s duální energií (DEXA), jeden pro posouzení minerální hustoty kostí a složení těla celého těla a druhý pro posouzení rizika zlomenin skenováním kyčle a hlavice stehenní kosti. Efektivní expoziční dávky pro tyto skeny jsou přibližně 9 uSv, respektive 8 uSv. Celková dávka výzkumného protokolu je přibližně 18 uSv. To odpovídá přibližně 3 dnům přirozeného záření na pozadí. Na základě této dávky se to rovná celkovému celoživotnímu riziku rakoviny přibližně 1 ze 700 000 pro účastníky ve věku 18–35 let (v průměru 7,5 % na Sv) a přibližně 1 ze 4 000 000 pro účastníky ve věku > 55 let (na základě 1,5 % za Sv) (Wall 2011).

Je nepravděpodobné, že by dotazníky (IPAQ, vystavení slunečnímu záření a životní styl) ženám způsobily mnoho nepříjemností, protože jsou stručné a zaměřené. Potravinové deníky mohou být monotónní, ale trvají pouze 4 dny. Stravovací deníky by neměly být příliš nepohodlné, protože ženy jsou požádány, aby neměnily své obvyklé stravovací návyky a pokračovaly v jídle jako obvykle. Dozimetry jsou neinvazivní a nosí se jako odznak na vnější straně oděvu, tato doba je omezena na 4 dny. Testy ze sedu a stoje a zkoušky síly úchopu jsou jednoduché testy, které pravděpodobně nezpůsobí únavu nebo nepohodlí. Antropometrická měření pravděpodobně nezpůsobí žádný stres nebo nepohodlí, protože budou krátká a neinvazivní.

Přínosy pro vědecké poznatky a politiku veřejného zdraví

Studie longitudinálního pozorování umožní analýzu změny stavu vitaminu D u britských afro-karibských žen. To bude velkým přínosem, protože o stavu vitaminu D této populace je málo známo. Zjištění této studie nejen zaplní tuto mezeru ve znalostech, ale mohou také informovat o politice veřejného zdraví o vitaminu D. Cílem studie bude určit, které faktory, jako je příjem vitaminu D ve stravě, vystavení slunci a svalová síla, ovlivňují vitamin D stav v této populaci, který je málo známý. Studie také posoudí postoje k vystavování se slunci, což může poskytnout poznatky, které by byly užitečné pro informování veřejné politiky.