Vandmelonfokuseret kostinflammatorisk indeksintervention (IMAGINE)

Undersøgelsesmål: Kronisk inflammation understøtter udviklingen af ​​adskillige kroniske sygdomme, der bidrager væsentligt til handicap og dødelighed i USA (USA). Af særlig interesse, da det vedrører inflammation, er kost, som er en stærk moderator af systemisk inflammation. Diæter med højt indtag af frugt og grøntsager, fisk og fuldkorn (f.eks. middelhavskost og vegetarisk kost) er blevet forbundet med lavere niveauer af inflammation. På den anden side er diæter rig på rødt kød, mejeriprodukter med højt fedtindhold og raffineret korn (vestlig kost) typisk forbundet med højere niveauer af inflammation. Indtil 2014 er der ikke designet noget kostindeks specifikt til at bestemme det inflammatoriske potentiale i individets kost. Forskere i Cancer Prevention and Control Program, University of South Carolina udviklede imidlertid Dietary Inflammatory IndexTM (DII). DII'en kvantificerer niveauet af kostens inflammatoriske potentiale på en skala fra maksimalt anti- til pro-inflammatorisk. Vandmelon er en af ​​de frugter, hvis komponenter har vist sig at have anti-inflammatoriske virkninger. Det overordnede formål med dette forslag er at afgøre, om et raffineret og modificeret vandmelon-fokuseret DII-rådgivningssystem kan reducere niveauer af kronisk inflammation. DII er et valideret mål, der har vist sig at forudsige en række udfald, herunder inflammation, cancer, CVD og dødelighed, blandt andre.

Formålet med dette forslag er specifikt at:

1. Forfin og modificer den DII-baserede intervention ved at udvikle og inkorporere adskillige vandmelonopskrifter, som vil score lavt (anti-inflammatorisk) på DII-skalaen.
2. Design og implementer et to-arms interventionsforsøg baseret på det raffinerede vandmelon-fokuserede DII-baserede program til at reducere niveauer af kronisk inflammation. Hver arm vil have 15 deltagere (plus yderligere 15 partnere rekrutteret af interventionsarmens deltagere). Interventionsarmen vil modtage den modificerede DII-intervention, mens kontrolarmen vil modtage generel sundhedsuddannelse.

Begrundelse: Inkluder et resumé af tidligere arbejde og ekspertise relateret til det citerede emne og referencer: Indtil 2014 havde der ikke været nogen videnskabeligt valid måde at relatere, hvad individer spiste, til kapaciteten af ​​indtaget fødevarer til at modulere inflammation. Som svar på fraværet af et instrument, der kunne opsummere diæters evne til at påvirke inflammatoriske processer, udviklede efterforskere DII, som er baseret på litteratur (næsten 2.000 peer-reviewede tidsskriftsartikler) om kost og inflammation gennem 2010.20 DII kategoriserer individers diæter efter deres inflammatoriske potentiale. Derudover viste det sig at forudsige ændringer i hs-CRP i sæsonvariation i blodkolesterol (SEASONS) undersøgelsen. Efterfølgende har efterforskere brugt DII i omkring 100 datasæt fra hele verden til at teste effekten af ​​diætassocieret inflammation på: 1) Inflammationsmarkører såsom CRP, IL-6 og TNF-alpha-R2; 2) CVD, 3) kræft i bryst, tyktarm, prostata, æggestokke, endometrium, lever og bugspytkirtel; 3) alle årsager, hjerte-kar-sygdomme og cancer-specifik dødelighed; 4) luftvejstilstande såsom astma; og 6) kognitive lidelser. Til dato har efterforskere udgivet mere end 80 peer-reviewed DII-publikationer.

Oversigt over undersøgelsesdesign: Efterforskere har stor erfaring med diætinterventioner, der strækker sig over to årtier og involverer en række endepunkter, herunder cancer, kropsvægt og dem, der er relateret til CVD, inflammation og immunrespons. Interventionssteder har varieret fra samfundet (inklusive arbejdspladser) og kirker, forskningsinstitutbaserede, til kliniske praksissteder. Denne undersøgelse vil omfatte to undersøgelsesarme (dvs. intervention og kontrol). Deltagerne vil blive rekrutteret fra fællesskabet. Vores mål er at rekruttere 15 deltagere pr. arm, ud over at tilmelde partnere (f.eks. ægtefælle, barn, søskende) til interventionsdeltagere (n i alt = 45, n intervention = 30, n kontrol = 15). Deltagerne vil gennemgå en baseline-klinik, efterfulgt af 12 ugers interventionsklasser og derefter endnu en klinik. De vigtigste interventionsklasser vil finde sted i et avanceret demonstrationskøkken placeret i Cancer Prevention and Control Program på University of South Carolinas Arnold School of Public Health.

Undersøgelsesdeltagere, rekruttering og randomisering: Deltagerne vil blive rekrutteret fra større Columbia, South Carolina via websteder, løbesedler, avisannoncer og listeserv-beskeder. Berettigede deltagere vil: 1) være ≥18 år gamle; 2) ikke har nogen alvorlig, ustabil komorbiditet, der ville gøre deltagelse i en diæt og PA-intervention vanskelig eller risikabel; 3) være villig og i stand til at deltage fuldt ud i undersøgelsen i en periode på tre måneder, 4) have opholdssted i Columbia, SC området og være i stand til at rejse til og fra klinikken og interventionsstederne; 5) have adgang til internettet; og 6) ikke i øjeblikket er tilmeldt en vægttabsundersøgelse eller aktivt tager vægttabsmedicin. Det skal dog bemærkes, at for at se en reduktion i inflammationsniveauer skal individer have "rum fra forbedring". Fordi det er dyrt at screene alle deltagere for betændelse (det primære resultat af denne undersøgelse) før tilmelding, et body mass index (BMI, kg/m2) på 25,0-49,9 vil blive brugt som et berettigelseskriterium, da BMI er stærkt forbundet med inflammation.

Enhver med et eller flere af følgende kriterier vil være ude af stand til at deltage i denne undersøgelse: 1) at tage nogen form for medicin, der vides at påvirke CRP-niveauer såsom systemiske steroider (f.eks. prednison); 2) diagnoser af kongestiv hjertesvigt, kronisk nyresvigt, kronisk leversygdom (herunder alkoholisk skrumpelever), cancer inden for det seneste år (undtagen hudkræft uden melanom); 3) har haft nogen større operation inden for de seneste 3 måneder; 4) forventet levetid <3 år, på hospice, plejehjem eller anden institutionaliseret pleje; eller 6) i øjeblikket gravid eller planlægger at blive gravid i det næste år.

Nylig opmærksomhed på adfærdsmæssige interventioner har påpeget begrænsninger i traditionelle randomiseringsordninger blandt disse typer af randomiserede kontrollerede forsøg (f.eks. manglende evne til virkelig at blinde deltagere, manglende beslutningstagning fra deltagernes side). Andre tildelingsmetoder, som tager højde for den opfattede evne til at overholde interventionskrav, er meget mere passende til denne form for intervention. Derfor foreslår efterforskere, at kun personer, der er motiverede til at foretage en sund kostændring, vil modtage interventionen.

Interventionsdesign: Det skal bemærkes, at de kognitive og adfærdsmæssige færdigheder, der vil blive inkorporeret i interventionen, i høj grad er baseret på social kognitiv teori og den transteoretiske model. Disse omfatter selvregulering (selvovervågning, opstilling af mål, problemløsning og forstærkning), forbedring af adfærdskompetence, øget selveffektivitet (gennem præstationsudførelse, overtalelse eller opmuntring, rollemodellering og at gøre oplevelsen behagelig), øget social støtte , stresshåndtering, tidshåndtering, tilbagefaldsforebyggelse og indarbejdelse af forandringer i hverdagen.

De to arme af denne interventionsundersøgelse vil være det DII-baserede rådgivningssystem, inklusive adgang til vores Imagine Healthy Online-portal og en generel sundhedsuddannelseskontrol. Gruppebaserede adfærdsændringsprogrammer giver medlemmer mulighed for at dele succeser og opnå og yde støtte til hinanden. Begge arme vil være sammensat af 1 bølge af 15 individer. Deltagerne vil blive bedt om at invitere en partner efter eget valg til at deltage i interventionsaktiviteterne for at forbedre social støtte til adfærdsændringer. Efterforskere har erfaring med at udføre undersøgelser, hvor deltagerne inviterer partnere til at deltage. Begge arme vil gennemgå klinikker til dataindsamling ved baseline og umiddelbart efter intervention (dvs. efter 12 uger i begge grupper). Målinger inkluderer lipider (meget lavdensitetslipoprotein [VLDL], lavdensitetslipoprotein [LDL], højdensitetslipoprotein [HDL], totalkolesterol og triglycerider), insulin og højfølsomt c-reaktivt protein (hs-CRP). Antropometriske målinger, der vil blive opnået, inklusive højde og vægt (hvorfra efterforskere kan beregne BMI) og talje- og hofteomkreds.

Standardplejearmen vil modtage generel sundhedsinformation (f.eks. generelle retningslinjer for sund kost og fysisk aktivitet, stresshåndtering, kræftscreening osv.). Disse oplysninger vil blive leveret via e-mail, som vil omfatte et ugentligt nyhedsbrev, sunde opskrifter, der ikke er fokuseret på at reducere DII-resultaterne, links til onlineindhold og sundhedsrelaterede begivenhedsmeddelelser i og omkring Columbia, SC. Alle deltagere i standardbehandlingsarmen, som ikke bruger e-mail regelmæssigt, kan anmode om at få varer sendt til deres postadresse.

Den DII-baserede rådgivningsgruppe vil bruge vores 12-ugers IMAGINE Counseling System-pensum, der blev udviklet som en del af vores tidligere SBIR-pris (R44DK103377). Den DII-baserede rådgivningsgruppe mødes en gang om ugen i 12 uger for at lave mad og for at engagere sig. i trænings- og stressreducerende aktiviteter. Sammen med den indledende klinik vil deltagerne mødes en-til-en til en ernæringsrådgivningssession med en registreret diætist. Deltagerne vil have adgang til online-materiale gennem vores Imagine Healthy Online-portal og vil modtage aktiviteter med hjem, kaldet IMAGINE-handlinger. Disse hjemmeopgaver vil fokusere på målsætning for ernæring, fysisk aktivitet og stressreduktion. Ernæringskomponenterne i denne intervention vil være baseret på DII og vil fokusere på antiinflammatoriske fødevarer og komponenter. Nogle mere specifikke aspekter af kosten omfatter øget forbrug af hele fødevarer (frugt og grøntsager generelt, bælgfrugter og fuldkornsindtag) og faldende fedt (især mættet fedt og transfedt), som er kendt for at påvirke inflammation. Eksempler på stærkt antiinflammatoriske fødevarer omfatter blandt andet mørkegrønne bladgrøntsager, bær, krydderier og urter og søde kartofler. Vandmelon er en anti-inflammatorisk fødevare (dvs. har en lav DII-score) og vil blive inkorporeret i vores ernæringskomponent.

Svagt madplaner vil blive designet til at give deltagerne 2 måltider om dagen, der indeholder vandmelon. I hver ugentlig klassesession vil en opskrift med vandmelon som ingrediens blive demonstreret og tilberedt. Disse praktiske madlavningsdemonstrationer vil finde sted, så enkeltpersoner lærer at tilberede sunde, men velsmagende retter. Som det er vores praksis med vores andre diætinterventioner, vil efterforskerne fokusere den oplevelsesmæssige del på smags- og lugtesanser såvel som taktile fornemmelser, herunder ting som at skære og vaske grøntsager. Efterforskere vil stole på fødevarer, der er velkendte for sydkarolinerne og er tilgængelige på lokale markeder, mens de udforsker forskellige madlavningsmetoder, der inkorporerer krydderier fra andre dele af verden. Efterforskerne har stor erfaring med denne type design af diætintervention. Ved afslutningen af ​​hver session vil deltagerne modtage 1 hel vandmelon og 1 gallon pose færdigskåret vandmelon om ugen under undervisningen. For fortsat forstærkning vil deltagere i den DII-baserede rådgivningsgruppe have adgang til vores Imagine Healthy Online Portal. Onlineportalen vil give ugentlige blogindlæg, en opskriftsdatabase med 84 opskrifter, der vil inkorporere vandmelon i deres madplaner, interaktive moduler og korte vignetter med madlavningstutorials. Information vil vedrøre ernæring, fysisk aktivitet, stressreduktion og at foretage meningsfuld adfærdsændring. Nogle oplysninger vil forblive på hjemmesiden fra begyndelsen af ​​interventionen, og yderligere information vil blive tilføjet ugentligt. Notifikationer vil blive sendt ud til deltagerne, når der tilføjes nye oplysninger. Derudover vil interventionsarmens deltagere modtage et ugentligt nyhedsbrev til deres e-mail.

De fysiske aktivitetsmål for denne intervention vil være i overensstemmelse med fysisk aktivitetsanbefalinger for voksne. Deltagerne vil blive opfordret til at opnå mindst 150 minutters fysisk aktivitet med moderat intensitet (svarende til rask gang) om ugen og til at deltage i mindst to sessioner med styrketræning hver uge. For at sikre sikkerheden vil deltagerne blive opfordret til at gøre fremskridt meget gradvist med at øge intensiteten og varigheden af ​​fysisk aktivitet fra deres baseline. Til stressreduktion vil der blive brugt flere teknikker, herunder åndedrætsøvelser og mindfulness-baserede stressreduktion (MBSR)-lignende aktiviteter.

Målinger: Den primære eksponering af interesse vil være interventionsarmens status. IMAGINEs fokus er dog at reducere kilder til diætbetændelse. DII består af forskellige mikro- og makronæringsstoffer samt adskillige individuelle fødevarer, samlet kendt som fødevareparametre (flere negative score repræsenterer flere antiinflammatoriske diæter og mere positive scores repræsenterer mere pro-inflammatoriske diæter). Deltagerne vil rapportere deres diæt ved hjælp af den automatiske selvadministrerede 24-timers kosttilbagekaldelse (ASA24™). ASA24TM blev oprettet af National Cancer Institute og inkluderer et websted til deltagerrapportering og et tilsvarende websted, hvor forskere kan få kostoplysninger (http://epi.grants.cancer.gov/asa24/). DII vil blive beregnet ud fra ASA24TM data. Tidligere har efterforskere beregnet DII fra dette værktøj og fundet sammenhænge med CRP. Disse selvevalueringer vil finde sted på hvert dataindsamlingstidspunkt (dvs. baseline og 12 uger), hvor deltagerne vil rapportere deres kostindtag i to dage i weekenden og to i løbet af ugen. Hele processen med at udvikle DII er beskrevet andetsteds.9 Kort sagt blev næsten 2.000 forskningsartikler, publiceret mellem 1950 og 2010, der undersøgte forholdet mellem 45 forskellige fødevareparametre (for det meste mikro- og makronæringsstoffer) og inflammation gennemgået for at udlede scorer for inflammatorisk effekt. Derudover er DII-beregning knyttet til en regionalt repræsentativ verdensdatabase. Verdensdatabasen indeholder standardmiddelværdier og afvigelser for de 45 fødevareparametre fra 11 populationer rundt om i verden.9 En z-score oprettes for hver fødevareparameter ved at trække verdensstandardgennemsnittet fra deltagernes estimerede indtag og derefter dividere dette med dets standardafvigelse. Dette konverteres derefter til en percentil og centreres ved at fordoble værdien og trække 1 fra. Produktet af den litteratur-afledte score for inflammatorisk effekt og den centrerede percentil for hver fødevareparameter summeres på tværs af alle fødevareparametre for at skabe den samlede DII-score. Højere (dvs. mere positive) score indikerer mere pro-inflammatoriske diæter, og negative værdier er mere anti-inflammatoriske.9 For at kontrollere effekten af ​​det samlede energiindtag blev DII beregnet pr. 1.000 kalorier indtaget mad.

Det primære resultat af interesse vil omfatte den inflammatoriske markør hs-CRP. Alle blodprøver vil blive udtaget fra en antecubital vene eller dorsal håndvene af en uddannet phlebotomist, mens forsøgspersoner er i siddende stilling. Blod vil blive opsamlet ved hjælp af to serumseparatorrør (SST'er) med en kapacitet på 8 milliliter og et fuldblods EDTA-rør. SST'erne vil blive behandlet, og så mange en milliliter alikvoter (ca. 5) som muligt af serum vil blive opbevaret til karakterisering af CRP, lipid og insulin. Fuldblodet vil være for HbA1c%. Alle blodprøver vil blive indsamlet om morgenen efter en faste natten over, og der vil blive indhentet information om faste og nøjagtigt tidspunkt for blodudtagning. Et akutfaseprotein, CRP, er en serologisk markør for inflammation, der primært produceres af leveren som reaktion på stimulering af IL-6. CRP korrelerer med størrelsen og sværhedsgraden af ​​inflammation. CRP er blevet forbundet med patogenesen af ​​flere kroniske sygdomme, herunder type 2-diabetes, cancer og hjerte-kar-sygdomme. Det er en af ​​de mest almindeligt anvendte markører for inflammation på grund af dets kemiske stabilitet, lange halveringstid og relative mangel på døgnvariation. Samlede plasmakoncentrationer af inflammatoriske cytokiner vil blive bestemt ved hjælp af kvantitative sandwich ELISA-sæt leveret af R&D Systems, Inc. (Minneapolis, MN) for c-reaktivt protein (katalog #DCRP00); følsomhed = 0,022 ng/ml. Prøver og leverede standarder vil blive analyseret i to eksemplarer i henhold til producentens instruktioner. Inter-assay og intra-assay variabilitet vil blive vurderet.

Sekundære resultater vil omfatte HbA1c%, insulin og lipider. HbA1c vil blive målt i fuldblod opsamlet i EDTA-røret ved hjælp af en Siemens/Bayer DCA 2000+ Analyzer and Test Kit DCA™ (SEMDIA-10311134), som effektivt udfører hæmoglobin A1c-tests på få minutter. Lipidanalyse vil omfatte meget lavdensitetslipoprotein (VLDL), lavdensitetslipoprotein (LDL), højdensitetslipoprotein (HDL), total kolesterol og triglycerider ved brug af en standardiseret protokol. Til sidst vil insulinkoncentrationerne blive bestemt ved hjælp af kvantitative sandwich ELISA-sæt leveret af Mercodia, INC (Winston Salem, NC, Katalog #10-1113-01); følsomhed = 1,0 mU/L.

Actigraph GT3X-BT baseret PA og søvn: GT3x-BT produceret af Actigraph er let (dvs. lidt mindre end 1 ounce) og er omtrent på størrelse med et armbåndsur. Deltagerne vil blive bedt om at bære GT3X-BT i 24 timer på deres håndled, undtagen under vandbaserede aktiviteter, i 10 dage omkring klinikdatoer. Minimumskrav til slidtid vil være 7 dage (inklusive lørdag og søndag) med mindst 20 timer/dag. I perioder, hvor GT3x-BT ikke bæres, vil deltagerne rapportere deres aktiviteter i en log. Energiforbrug under ikke-slid tid vil blive estimeret baseret på kompendiet af fysiske aktiviteter.168 Følgende PA-parametre leveres ved hjælp af propriety-algoritmer af ActiLife 6-softwaren til fysisk aktivitet: aktivitetstal, energiforbrug, metaboliske ækvivalenter (MET'er), skridt, fysisk aktivitetsintensitet, aktivitetskampe og stillesiddende anfald. Actigraph GT3X-produkterne er blevet valideret i adskillige undersøgelser. Søvn vil også være kendetegnet ved GT3X og har vist sig at være gyldig til søvn, når den bæres om håndleddet. Specifikt vil søvnvarighed, effektivitet, begyndelse (dvs. sengetid) og offset (dvs. vågetid) blive brugt.

Antropometriske målinger taget under hvert af de to klinikbesøg vil omfatte højde (cm), kropsvægt (kg), og kropsfedtprocent vil blive vurderet i henhold til standardprocedurer ved hjælp af et vægmonteret stadiometer (Model S100, Ayerton Corp., Prior lake) , MN) og elektronisk vægt (Healthometer® model 500 KL, McCook, IL) i bare fødder. BMI (kg/m2) vil blive beregnet ud fra målt vægt og højde. Taljeomkreds (cm) og hofteomkreds (cm) vil blive målt med et kalibreret, fjederbelastet målebånd af uddannede teknikere. Blodtrykket vil blive målt i henhold til standardprocedurer ved hjælp af et stetoskop og manuelt blodtryksmåler, efter at deltageren har siddet i 5 minutter.

Målte kovariater vil omfatte data om grundlæggende demografi, indkomst, uddannelse, rygning, anden sundhedsadfærd og nuværende medicin. Efterforskere vil også måle skævheder kendt som social ønskværdighed og social godkendelse ved hjælp af Marlowe-Crowne Social Desirability (MCSD)-skalaen med 33 elementer og Martin-Larson Approval Motivation-skalaen (MLAM) med 20 elementer. Forskere vil måle effekten af ​​selveffektivitet (tillid til evnen til at ændre på tværs af problemsituationer) overbevisninger om kost og PA ved hjælp af tilpasninger af tidligere validerede spørgeskemaer. Depression og stress vil også blive målt ved hjælp af henholdsvis Center for Epidemiologiske Studier Depression (skala) og Perceived Stress Scale.

Statistiske analyser: Alle analyser vil blive udført ved hjælp af SAS® version 9.4 (Cary, NC). Forskelle i beskrivende kovariater mellem undersøgelsesarme vil blive testet ved hjælp af chi-kvadrat-tests for kategoriske kovariater og t-test (normalfordelt) eller Wilcoxon-rangsumtests (ikke-normale) for kontinuerlige mål. Efterforskere vil anvende lineære blandede modeller (LMM) til at bestemme, om interventionsarmene er forbundet med det primære resultat (dvs. CRP). Specifikt vil udfaldsværdier (f.eks. CRP) på tidspunkt 2 (dvs. 12 uger) blive modelleret som resultatet. Interventionsstatus, yderligere kovariater og resultatmålet ved baseline vil være i højre side af ligningen. Konfounderudvælgelser begynder med en række multivariable analyser (dvs. tidspunkt to udfald = eksponering + kovariat + basislinjeudfald). Hvis en kovariat har en p-værdi på ≤0,20, vil den blive tilføjet til en fuld model. Confoundere vil inkludere dem, der fører til en ændring på 10 % i beta-koefficienten for interventionsstatus, når confounderen fjernes; signifikante kovariater (p≤0,05) vil også blive inkluderet i de endelige modeller. Residualerne for alle endelige modeller vil blive undersøgt for deres overholdelse af antagelserne om lineær regression. Hvis forudsætningerne ikke er opfyldt, kan andre analytiske tilgange tages. For eksempel er kvantilregression en analytisk teknik, der giver mulighed for en vurdering af sammenhænge gennem fordelingen af ​​resultatet af interesse. Derudover har CRP et standard cut-point på 3,0 mg/L til klinisk reference. Derfor kan logistisk regression bruges til at opnå odds-ratio [OR] og 95 % CI'er for de forskellige interventionsarme baseret på dette cut-point.