Astma og fedme kost versus motion

Vores primære hypotese er, at inflammatoriske SNP'er kan regulere graden af ​​det inflammatoriske respons, hvor fedme modificerer sygdommens sværhedsgrad. I dette tilfælde demonstrerer astma, der udvikler sig i forbindelse med fedme, det potentielle skadelige forhold mellem en specifik proinflammatorisk tilstand (fedme) og de genetiske regulatorer af inflammation (SNP'er).

Vores sekundære hypotese foreslår, at kortvarigt (12 uger) vægttab ved diæt alene, men ikke træning alene, vil reducere lungespecifik inflammation og mindske de pro-inflammatoriske reaktioner hos kvindelige afroamerikanske overvægtige unge med astma sammenlignet med en ventelistekontrol gruppe, som efter deres første 12 uger derefter får et kombineret 12-ugers kost plus træningsprogram (ventelistekontrol/kombineret). En tredje eksplorativ hypotese foreslår, at frekvensen af ​​identificerede SNP'er vil være signifikant relateret til mængden af ​​fedttab gennem diæt, træning eller kombineret program og vil yderligere blive medieret af specifikke luftvejs- og pro-og-anti-inflammatoriske markører. Specifikke mål omfatter:

1. At bestemme hyppigheden af ​​enkeltnukleotidpolymorfismer og SNP-haplotyper i pro- og antiinflammatoriske gener hos kvindelige afroamerikanske overvægtige og ikke-overvægtige astmatiske og ikke-astmatiske unge, 13-19 år eller i alderen.
2. At undersøge virkningerne af kost eller træning på lungespecifik inflammation (udåndet nitrogenoxid, [eNO]) og pro-og-anti-inflammatoriske reaktioner hos kvindelige afroamerikanske overvægtige astmatiske og ikke-astmatiske unge sammenlignet med en ventelistekontrol/kombineret gruppe.
3. At bestemme virkningerne af de inflammatoriske SNP'er i moduleringen af ​​flere inflammatoriske markører og lungespecifik inflammation (eNO) hos kvindelige afroamerikanske overvægtige astmatiske og ikke-astmatiske unge før og efter vægttab gennem diæt, motion eller begge dele.

Vi vil foretage en tværsnitsanalyse af 4 grupper af afroamerikanske unge (13-19 år) kvinder som følger: Gruppe 1A: Fedme med astma Gruppe 1B: Ikke-overvægtige med astma Gruppe 1C: Overvægtige ikke-astmatikere Gruppe 1D: Ikke-overvægtige. - overvægtige, ikke-astmatikere

Patienter inkluderet i denne del af undersøgelsen vil være kvindelige afroamerikanske overvægtige og ikke-overvægtige astmatiske unge, 13-19 år, som defineret af United States Centers for Disease Control (USCDC 2000 kønsspecifikt kropsmasseindeks (BMI) for alder) vækstdiagrammer. Som kontroller vil vi inkludere kvindelige afroamerikanske overvægtige, ikke-astmatiske unge og raske aldersmatchede kontroller (ikke-overvægtige, ikke-astmatikere).

Hvis man antager en dominerende model, for en haplotype på 5 SNP'er, ville en prøve på 100 individer pr. gruppe (matchende 1:1) opnå mindst 80 % kraft til at detektere en OR på 1,5 for associationen af ​​haplotypen med gruppemedlemskab (som f.eks. overvægtige med astma vs. ikke-overvægtige med astma), på 0,05 signifikansniveau. Alle andre gruppesammenligninger ville antage de samme betingelser, og derfor kræves prøver på 100 for hver af grupperne.

Efter at forældre/værge har underskrevet det informerede samtykke, tages en generel lægeundersøgelse og historie, og der udføres spirometritestning for at vurdere hver deltagers lungefunktion, fedmestatus vil blive vurderet. For piger, der viser sig at være ikke-overvægtige under besøg 1, vil der blive opnået ca. 30 ml perifert blod fra 100 astmatikere og 100 ikke-astmatiske raske aldersmatchede kontroller. For overvægtige deltagere (100 astmatiske og 100 ikke-astmatikere) vil der blive udtaget perifert blod under besøg 2 (baseline). Perifert blod vil blive testet for en hæmoglobin A1-C (HA1C), lipidprofil og for at bestemme tilstedeværelsen af ​​inflammation og genetiske markører. En yderligere blodprøve fra alle afroamerikanske unge piger, der deltager i undersøgelsen, vil blive indsamlet i heparinglas (2 10 ml rør). Det mononukleære lag vil blive adskilt ved hjælp af tæthedsgradienter og vil karakterisere det cirkulerende MDS. Flowcytometri vil blive brugt til at bestemme procentdelen af ​​monocytisk eller granulocytisk MDSC ved hjælp af flere fluorescens-mærkede antistoffer, herunder anti-CD11b, CD14, CD15, CD33, CD66 og HLA-DR. DNA'et vil blive ekstraheret af DNAzol (Invitrogen Corp; Grand Island, NY). Til SNP-analysen planlægger vi at bruge humanCNV370-Quad perlechippen fra lllumina (lllumina Inc, San Diego, CA). Denne chip tillader analyse af mere end 370.000 SNP'er samtidigt og bruger kun 200 ng genomisk DNA. Vi vil indledningsvis fokusere vores analyse i de pro- og antiinflammatoriske cytokin-gen SNP'er (/LS, TNF, TGFB, ILIO, IL8, IL6, PTGS2, ARG1) og SNP'er i leptin, leptinreceptor og adiponectin (tabel 11) og resultater vil blive bekræftet af TaqMan som følger: genomisk DNA (5 ng) vil blive denatureret ved 95°C i 10 minutter og amplificeret i 40 cyklusser af 15 sekunder ved 92°C og 1 minut ved 58°C, i nærværelse af 2X TaqMan Universal Master Mix (Applied Biosystems), vand og den respektive primer- og reporterprobeblanding (mærket med enten FAM eller VIC). Reaktionen vil blive analyseret ved hjælp af et 7900 HT-instrument (Applied Biosystems), for tilstedeværelsen af ​​VIC- eller FAM-fluorescensmarkør, eller begge dele, ved hjælp af Sequence Detection System (Applied Biosystems) til at bestemme genotypen. Kontroller vil omfatte individer af kendt genotype og blanke uden DNA. Derudover vil 15 % af prøverne blive kørt to gange i separate assays og allelklassificeringen sammenlignet. Individer af kendt genotype og blanke uden DNA vil blive inkluderet for hver SNP i hver batch.

Chi-square, Fishers eksakte og student-t test vil blive brugt til at vurdere den statistiske signifikans af forskellene i frekvenserne af de forskellige SNP'er mellem overvægtige astmatikere, ikke-overvægtige astmatikere, overvægtige ikke-astmatikere og raske kontroller. Haplotype-frekvenser vil blive udledt ved hjælp af log-lineær modellering indlejret i en forventningsmaksimeringsalgoritme. Kvalitetskontrolprocedurer (herunder evaluering af genotypeeffektivitet og Hardy-Weinberg-ligevægt), vurdering af koblingsuligevægt mellem markører samt haplotypeassocieringsanalyse vil blive udført separat hos overvægtige versus ikke-overvægtige og astmatiske versus ikke-astmatikere.

Efter tilmelding vil kvalificerede deltagere gennemgå et baseline-besøg for at inkludere ca. 30 ml perifert blodudtag, Dual Energy X-RAY Absorptiometry (DEXA) scanning, udåndet nitrogenoxid (eNO) og undersøgelsesberettigelse ifølge undersøgelseslægen. Efter dette baseline besøg vil overvægtige deltagere med og uden astma blive randomiseret til:

1) kun diæt, 2) kun motion eller 3) venteliste/kombineret intervention (ingen intervention i 12 uger efterfulgt af kombineret kost og motion).

Ca. 110 forsøgspersoner vil blive rekrutteret pr. behandlings- og kontrolgruppe. Hvis vi antager en nedslidningsrate på 20 %, vil vi opretholde 360 ​​forsøgspersoner, 90 pr. gruppe, hvilket vil give tilstrækkelig statistisk kraft til at:

1. opdage signifikante forskelle i eNO mellem kun diæt, kun motion, kombineret program eller en ventelistekontrolgruppe af kvindelige afroamerikanske overvægtige astmatikere og ikke-astmatikere i henhold til stikprøvestørrelsens effektberegninger nedenfor og;
2. som en del af det undersøgende mål 3, bestemme virkningerne af de inflammatoriske SNP'er i moduleringen af ​​inflammatoriske markører og eNO hos kvindelige afroamerikanske overvægtige astmatiske og ikke-astmatiske unge før og efter vægttab gennem diæt, motion eller begge dele som pr. størrelse effektberegninger).

Interventionsmetoder:

Behandlingsgrupper vil modtage Trim Kids adfærdsændringsprogram, men interventionsmaterialerne vil kun være specifikke for diæt- eller træningsbehandlinger. Ikke-overvægtige astmatikere og ikke-overvægtige, ikke-astmatikere vil tjene som kontroller for det udforskende formål og kun deltage i en generel lægeundersøgelse, spirometri og blodprøver. Forældre og børn deltager i en ugentlig to-timers omfattende session i en anbefalet periode. Medicinsk overvågning og vejledning ydes af en læge eller sygeplejerske ved hver session for at øge compliance og overvåge bivirkninger.

Håndtering af astma: Vi vil udelukke personer med svær eller ukontrolleret astma. I tilfælde af akutte astmaanfald vil deltagerne blive styret efter en skriftlig og revideret astmahandlingsplan, med brug af astmamedicin eller S-agonister som Albuterol, og om nødvendigt med en kort kur med anden medicin. Astmatiske deltagere, der er involveret i interventionsgruppen, vil også blive bedt om at bruge en dosis astmamedicin før træning før deltagelse i hver træningssession eller vil blive udelukket fra den session. Enhver forværring vil blive registreret, og deltagerne vil være i stand til at kontakte en sundhedsudbyder, og om nødvendigt vil de blive henvist til akuttjenester. I tilfælde af en mere alvorlig eksacerbation eller progressiv forværring vil deltageren blive behandlet efter standard pleje og taget ud af undersøgelsen, hvis kronisk eller langvarig antiinflammatorisk behandling anses for at være en prioritet.

Ernæringsundervisning omfatter en række læringsaktiviteter, som er specifikke for hver gruppes behov, efterhånden som de skrider frem gennem de forskellige stadier af behandlingsprogrammet. Børnene får letanvendelige madhyppighedstjeklister, som de skal udfylde hver uge.

Træningsprotokollerne, der skal bruges i denne undersøgelse, vil være baseret på Trim Kids træningsprotokollen, som skræddersy anbefalingerne til barnets medicinske tilstand (komorbiditeter såsom astma), vægtstatus og konditionsniveau. Alle træningsanbefalinger følger retningslinjerne fra American Thoracic Society (ATS), American Academy of Pediatrics (AAP) og American Academy of Sports Medicine (ACSM). Træningssessioner på LSUHSC Wellness center vil blive overvåget af ACSM-certificerede instruktører og personlige trænere. I løbet af hver 12-ugers session af programmet svarer træningsaktiviteterne til gruppens fysiske tilstand af fedme og evne til at forstå, syntetisere og anvende sundheds- og fitnessinformation til daglige livssituationer. Børn modtager en træningsvideo med en træningsrutine til at udføre derhjemme. De får også kort til at registrere antallet af minutters fysisk aktivitet, de udfører hver uge. Overholdelsen overvåges ved at observere disse fysiske aktivitetskort og monitorering af hjerte- og vejrtrækningsfrekvens. Adfærdsændring og psykosocial undervisning er integreret i undervisningssessioner af en psykolog.

Der undervises i adfærdsmodificeringsfærdigheder og understreger, hvordan diskussion, modellering, rollespil og guidet problemløsning bruges. Emner som egenkontrol, engagement, grænsesætning, vanedannelse, målsætning og handlingsplaner, beslutningsevner og selvsikkerhedstræning diskuteres.

Interventionen vil blive udført på Louisiana State University (LSU) Health Sciences Center Wellness Facility. Både diæt- og træningsgrupper mødes til medicinsk overvågning og vejer i et klinisk område ved siden af ​​et privat rum med en vægt i løbet af de første 30 minutter af hver ugentlig undervisning.

Diætgruppen mødes i et klasseværelse efter den 30-minutters medicinske overvågning og indvejning. Adfærdsændringstimer vil følge i 30 minutter og ernæringsundervisning i cirka 30-60 minutter. Undersøgelsesdeltagere, der er tilmeldt den eneste diætintervention, vil blive sat på enten en proteinmodificeret hurtigdiæt plus tilskud af vitaminer og mineraler, efterfulgt af en afbalanceret diæt med lavt kalorieindhold og/eller et progressivt træningsprogram med moderat intensitet og instruktion i adfærd. modifikation.

Den eneste motionsgruppe mødes i det store multifunktionsrum efter 30 minutters lægeovervågning og vejer ind. Adfærdsændringstime vil følge i 30 minutter. Deltagerne vil bruge det aerobe udstyr, deltage i kulturspecifikke danseklasser, deltage i styrketræning og udendørs familiesport i et tilstødende parkområde i cirka 30-60 minutter. Deltagerne træner på en legende, sporadisk og intermitterende måde, mens instruktøren diskuterer nøglebegreber ved hjælp af symboler, musik og forskellige rekvisitter.

Efter en 12 ugers venteperiode vil deltagerne i det kombinerede program mødes i et separat multifunktionslokale og deltage i kost-, motions- og adfærdsændringssessioner en gang om ugen.