Diætinterventioner, efter race, vurderet som komplementære behandlinger for smerte (DIRECTPain)

Telefon screening. Kun deltagere, der rapporterer kraftige smerter (smerte på >3/10) med svækkelse i mindst ét ​​funktionelt domæne (arbejde, sociale/rekreative aktiviteter, personlig pleje), vil blive rekrutteret i henhold til den nationale smertestrategi118. Alle deltagere vil gennemgå et screeningsinterview, der vil involvere en gennemgang af hver deltagers OA-status og vurdering af den rapporterede varighed af knæ-OA, nuværende og tidligere behandlinger, komorbide tilstande, nuværende medicinbrug og diætforhold. Ved at bruge American College of Rheumatology-kriterierne119 vil deltagerne blive inkluderet, uanset om de oplever unilaterale eller bilaterale knæ-OA-smerter. Screeningen vil også vurdere kost og helbredshistorie for at sikre, at der ikke er andre eksklusionskriterier til stede. Husstandsindkomst vil blive rapporteret for at bestemme SES, og adresse vil blive brugt til at kvantificere nærhed til dagligvarebutikker.

Deltagere. Efterforskerne vil rekruttere 200 voksne (40-75) med OA i knæet. Forekomsten af ​​knæ-OA stiger med alderen og ses ved meget lave niveauer før 40 års alderen, med et toppunkt ved 65-75. Prøven vil have ensartet repræsentation på tværs af racegrupper (100 NHB og 100 NHW), hvilket resulterer i et 2 (race) gange 2 (LCD eller USDA) design. Deltagerne vil blive rekrutteret ved hjælp af eksisterende databaser, community flyers, radio-/avisannoncer, community outreach, sociale medier og UAB Pain Treatment Clinic. Vores feasibility-forsøg havde en nedslidningsrate på 12 %, men vi ønsker at være konservative under den nuværende sundhedskrise. Vi forventer, at udbringning af måltider i det nuværende forslag vil øge fastholdelsen.

Inklusionskriterier vil omfatte:

1. diagnose af OA i knæet
2. smerte i mindst 4/7 dage/uge i de seneste 3 måneder (smerte på ≥3/10 på 0-10 skala)
3. alder mellem 40-75
4. gennemsnitligt dagligt forbrug på >100 g kulhydrater (baseret på fase 1 fødevaretjekliste)
5. forståelse af mundtlig og skriftlig engelsk
6. selvidentifikation som enten NHB eller NHW
7. BMI mellem 25 og 40 kg/m2

Eksklusionskriterier vil omfatte:

1. umedicineret diabetes
2. manglende vilje til at følge den foreskrevne diæt
3. seneste vægtændring (>4 kg i den seneste måned)
4. i øjeblikket på diæt
5. anamnese med spiseforstyrrelser eller andre psykiatriske lidelser, der kræver indlæggelse inden for de seneste 6 måneder
6. fordøjelsessygdomme
7. besvær med at tygge eller synke
8. afhængighed af andre til at lave mad
9. kardiovaskulær eller lungesygdom
10. daglig opioid smertestillende medicin
11. brug af medicin, der vides at ændre stofskiftet eller fordøjelsen (f.eks. protonpumpehæmmere)
12. brug af antihypertensiv medicin, der påvirker glukosetolerancen
13. brug af tobak
14. deltagelse i ekstrem træning
15. udskiftning af knæ

Antropometriske mål. Vægten vil blive målt ved hvert klinikbesøg. Den samme kalibrerede skala med standardiseret stadiometer vil blive brugt til alle målinger. Højde, taljeomkreds, puls og blodtryk vil også blive målt.

Aktigrafi. Efter fastlæggelse af berettigelse, vil deltagerne blive bedt om at bære et ActiWatch2 (Philips Respironics) i 7 dage. Actiwatch2 er et solid-state accelerometer designet til at måle daglige søvn-vågne mønstre og registrere kropsbevægelser. Indsamlingen af ​​objektive søvndata vil være vigtig, da smerter og søvnforstyrrelser ofte er komorbide tilstande og viser raceforskelle. Aktigrafi har vist sig at være sammenlignelig med polysomnografi, og undersøgelser har vist validiteten af ​​aktigrafisk måling hos personer med og uden kroniske smerter. Deltagerne vil blive bedt om at signalere på ActiWatch2, når de går i seng, og når de vågner om morgenen. Samlet daglig aktivitet og aktivitet under søvn (dvs. afslappende søvn) vil blive målt og sammenlignet på tværs af tid og mellem grupper. Vi tror på, at LCD-skærmen vil øge den daglige aktivitet og mindske aktiviteten under søvn, hvilket signalerer mere afslappende søvn.

Madtjeklister og kostrelaterede spørgeskemaer. Fødevareregistreringer, mæthed og diættilfredshed vil blive vurderet gennem en 7-dages madtjekliste, som vil blive distribueret under det første besøg og indsamlet ved besøg #2 for at bestemme typiske kostindtag. Under interventionen (fase 2) vil 7-dages madtjeklister blive udfyldt ugentligt for at tillade et kvantitativt mål for overholdelse af den kostrecept, der leveres på Android-baserede tablets, der kører Research Electronic Data Capture (REDCap) Software. Disse vil blive analyseret ved hjælp af University of Minnesota Nutrition Data System for Research. Mad, der ligger uden for de udleverede, vil blive noteret. Generel ernæringsmæssig viden vil blive vurderet ved hjælp af General Nutrition Knowledge Questionnaire (GNKQ). GNKQ vurderer 4 domæner, herunder kostvejledninger, kilder til næringsstoffer, valg af fødevarer og diætrelaterede sygdomme. Der kan beregnes score for hvert afsnit samt en samlet vidensscore. Den korte form af Household Food Security Scale (HFSS-SF) vil blive brugt til at vurdere fødevaresikkerhed. Ved baseline og hver 3. uge vil deltagerne udfylde det modificerede Trait and State Food-Cravings spørgeskema, som er designet til at vurdere sult, cravings og andre foranstaltninger forbundet med opfattelse af evnen til at afstå fra at spise. Ved besøg #4 vil deltagerne udfylde en ændret version af Treatment Satisfaction Questionnaire for Medication (TSQM) for at vurdere holdninger og tilfredshed med hensyn til de udleverede kostrecepter og opnåede ændringer i det generelle helbred.

Diætintervention. Alle fødevarer til diæterne vil blive leveret under ledelse af en uddannet diætist. Mad vil blive leveret ugentligt til deltagernes hjemmeadresse på deres valgte tidspunkt og dato. Vi vil bruge den bredt tilgængelige Shipt-tjeneste til at levere madvarer fra lokale købmandsforretninger, hvilket i høj grad udvider vores leveringsområde og rækkevidde. Denne metode anvendes i øjeblikket med succes i løbende diætinterventioner af Co-PI (Sorge) og vores Co-Is (Goss, Gower), er populær blandt deltagere og gennemførlig. Deltagervalg forventes at øge tilslutningen, ligesom det faktum, at fødevarer vil blive leveret fra lokale dagligvarebutikker. Vi tror på, at ugentlig kontakt med diætist og undersøgelsespersonale vil fastholde fastholdelsen i interventionen og forbedre efterlevelsen.

The Dietary Guidelines for Americans (www.choosemyplate.gov/dietary-guidelines) foreslår 225-325 g kulhydrater/dag. Derfor vil de deltagere, der indtager mindre end 100 g/dag, blive betragtet som at indtage en diæt med reduceret kulhydrat og vil blive udelukket. Deltagerne vil blive tilfældigt tildelt ved hjælp af stratificeret randomisering, baseret på race, til en af ​​to diætgrupper. Low-Carbohydrate Diet (LCD) er designet til at reducere det daglige indtag af kulhydrater. Kulhydrater er kendt for at fremkalde robuste insulinresponser, der kan føre til oxidativt stress og pro-inflammatorisk cytokinfrigivelse. Deltagerne henvises til at reducere deres samlede (ikke netto) kulhydratindtag til ≤ 40 g/dag. Måltider vil blive tilbudt sådan, at ingen kombination af udvalgte måltider overskrider vores grænse. Fedtstoffer vil ikke være begrænset, og heller ikke protein (kød, æg). Tilvejebringelsen af ​​måltider fra vores undersøgelsespersonale vil dog give os mulighed for at begrænse det samlede antal proteiner og fedtstoffer, hvilket reducerer denne kilde til variabilitet. Frugter vil være begrænset og grøntsager tilladt i begrænsede mængder (2 kopper/dag bladgrønt, 1 kop/dag ikke-stivelsesholdige grøntsager osv.). Deltagerne vil blive instrueret i, hvilke typer og mængder af drikkevarer, der er tilladt at ledsage LCD-skærmen. Dagligt eller næsten dagligt forbrug af sukkersødede drikkevarer var forbundet med nedsat optimisme hos kroniske smerteramte og større risiko for depression hos raske kvinder. Kunstige kulhydratfrie sødemidler (stevia eller sucralose) vil være tilladt, men sødemidler i pulverform (aspartam, saccharin, stevia, sucralose) kan kun bruges i begrænsede mængder, da de indeholder maltodextrin (1 g hurtigt fordøjeligt kulhydrat). LCD-skærme er også kendt for at reducere inflammatoriske biomarkører i højere grad end fedtfattige diæter. Faktisk resulterede en LCD-skærm i forbedret insulinfølsomhed samt reducerede triglycerider, selv når vægttab blev taget i betragtning. Det er værd at bemærke, at vores LCD ikke er rettet mod vægttab, men at vi forventer, at der vil ske noget vægttab. I nogle tilfælde vil kostundersøgelser stræbe efter enten at holde vægten eller tilskynde til vægttab. Vores erfaring tyder dog på, at LCD har en tendens til at reducere appetitten, hvilket gør vægtvedligeholdelse vanskeligere for deltagerne. Som en konsekvens vil vi hverken tilskynde til vægttab eller vægtvedligeholdelse, men sørge for tilstrækkelig mad til at reducere sult. Mens inflammation ikke er et primært resultatmål i det nuværende forslag, har vi grund til at tro, at vores LCD vil reducere inflammatoriske markører. I to igangværende undersøgelser har vi brugt Diætary Inflammatory Index (DII) til at kategorisere daglige spisevaner i vores befolkning. DII vurderer den pro- og anti-inflammatoriske kvalitet af fødevarer baseret på videnskabelig forskning for at klassificere en diæt som pro-inflammatorisk (positive værdier) eller anti-inflammatorisk (negative værdier). I vores undersøgelser har vi fundet ud af, at deltagere med kroniske smerter i området har forhøjede DII-scores (4,52 ± 0,70, middel ± SD), hvorimod deltagere på vores LCD har meget lavere værdier (-2,16 ± 0,72), hvilket afspejler en mere antiinflammatorisk kostmønster. Vi vil beregne DII-score for det nuværende forslag for at tillade korrelationer mellem DII og inflammatoriske markører.

Deltagere, der er randomiseret til USDA-diætgruppen (www.choosemyplate.gov) vil få måltider valgt til at være kompatible med USDA retningslinjer og for at reducere indtaget af fedt. Disse vil bestå af cirka 60 % kulhydrat, 20 % protein, 20 % fedt. Kolesterol og mættet fedt vil være begrænset, og alle mejeriprodukter vil være fedtfattige. USDA-diætgruppen vil sandsynligvis opleve vægttab og sundhedsmæssige fordele, men mere af den samlede energi vil blive afledt af kulhydrater i forhold til LCD-gruppen.

Smertespecifikke spørgeskemaer. Smerter og handicap vil blive målt ved hjælp af BPI (kort form), WOMAC og KOOS. BPI bruges til at vurdere sværhedsgraden af ​​smerte og i hvilken grad denne smerte forstyrrer daglige aktiviteter. Denne opgørelse giver også mulighed for rapporter om medicin, der bruges til at behandle smerte. WOMAC er almindeligt anvendt i undersøgelser af arthritis og er blevet valideret i adskillige kliniske forsøg. Specifikt giver WOMAC mulighed for vurdering af smerte og interferens, men er også specifik for aspekter af stivhed i leddene, der ikke er adgang til af andre undersøgelser. KOOS er specifik for denne tilstand og vurderer daglig smerte og livskvalitet. PCS vil vurdere fysisk og følelsesmæssig lidelse forbundet med OA i knæet, som kan ændres med vores LCD. TSK måler frygt for bevægelse forbundet med kroniske smertetilstande og er sandsynligvis forbundet med ændringer i aktigrafi. Vi har tidligere brugt disse foranstaltninger til kroniske smerter. Disse vurderinger vil blive givet ved baseline og hver 3. uge.

Fremkaldt smertetest. Ved klinikbesøg 1-4 vil fremkaldte test blive udført af forsøgsledere, der er blindet for deltagernes tilstand, for at bestemme, i hvilken grad knæ-OA interfererer med almindelige aktiviteter. Patienter vil vurdere intensiteten og ubehageligheden af ​​smerten i deres knæ (0-100 skala) før og umiddelbart efter testene. Der vil blive givet spørgeskemaer mellem hver opgave for at give mulighed for en hvileperiode. Opgaverækkefølgen vil blive randomiseret. Vi forventer, at diætintervention vil ændre den smerte, der opleves i disse tests.

Temporal summation vil blive vurderet på patella af det berørte knæ ved hjælp af en nylon monofilament (Touchtest Sensory Evaluator 6.65) kalibreret til at bøje ved 300 g tryk. Deltagerne vil give en smertevurdering efter en enkelt kontakt med monofilamentet, hvorefter de vil give en anden smertevurdering efter en serie på 10 kontakter (med en hastighed på én kontakt pr. sekund). Ændringen i smertevurderinger for enkelte versus flere kontakter afspejler tidsmæssig summering.

Gentagne stolestativer er en del af Short Performance Physical Battery. Deltagerne bliver bedt om at stå fra siddende stilling fem gange i træk så hurtigt som muligt med armene over kors. Tiden til færdiggørelse og antallet af vellykkede stande er scoret som graden af ​​evne.

Tidsbestemt gåtur vil være den sidste opgave inkluderet. Som i Short Performance Physical Battery vil en afstand på 15 fod være markeret på gulvet. Deltagerne vil gennemføre distancen med normal ganghastighed to gange, og tiden til at gennemføre hver gang vil blive registreret.

Livskvalitet og følelsesmæssig tilstand. Livskvalitet vil blive målt med SF-36 hver 3. uge. SF-36 måler generel sundhedsstatus og livskvalitet på tværs af otte domæner, der er relevante for vurdering af en diætintervention. Domænerne omfatter fysisk funktion, rollebegrænsninger på grund af fysisk sundhed, kropslige smerter, generelle sundhedsopfattelser, vitalitet, social funktion, rollebegrænsninger på grund af følelsesmæssige problemer og mental sundhed. SF-36 har vist pålidelighed og validitet i ældre voksne populationer og i diætinterventionsundersøgelser. Depression og humør vil blive vurderet ved hjælp af CES-D. Deltagere med forhøjede score på CES-D vil blive henvist til UAB Psykiatri Services for evaluering og fulgt op af undersøgelsespersonale. Patient Global Impression of Change (PGIC) er et kort spørgeskema givet i slutningen af ​​interventionen for at vurdere patienternes følelser vedrørende interventionens indvirkning på deres globale sundhed og kan være en positiv forudsigelse for fremtidig overholdelse af diæten. PGIC er et integreret aspekt af smertestudier, da denne vurdering direkte måler deltagernes tro på interventionen og er af høj klinisk betydning.

Dobbelt-energi røntgenabsorptiometri (DXA). Kropssammensætning og visceralt fedt vil blive bestemt af DXA (GE Healthcare Lunar, Madison, WI). Deltagerne bliver scannet i let tøj, mens de ligger fladt på ryggen med armene langs siden. Den samlede og regionale (stamme, ben) kropssammensætning (fedtmasse, knoglemasse, mager masse) vil blive bestemt ud over knoglemineraltætheden. Disse tests vil blive udført ved baseline og ved slutningen af ​​den 6-ugers intervention forud for funktionstestning. Vi har tidligere brugt denne teknik til undersøgelser af kost.

Biomarkører for blod. Inflammationsmarkører vil blive målt i fastende sera taget ved baseline (besøg #2) og ved slutningen af ​​fase 2 (besøg #4). Ved hvert besøg tages 10 ml blod af en uddannet sygeplejerske. Sera vil blive isoleret, alikvoteret og frosset ved -80°C. Markører for inflammation (hs-CRP, af SIRRUS-analysator og IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNFα, PGE2 og IFN-γ ved hjælp af MesoScale Discovery-multiplex-systemet) vil måles i Human Physiology Core på UAB. Derudover vil vi bruge radio-immunoassay til at måle leptinniveauer i serum. Kolesterol (high-density lipoprotein; HDL, low-density lipoprotein; LDL, triglycerider; TG) vil blive målt med SIRRUS analysator. Blodsukkerniveauet vil blive målt med standardglucometer. Hæmoglobin A1c (HbA1c) vil blive målt 4. Dette vil give et mål for diabetes som en eksklusionsfaktor og som en proxy for overholdelse af LCD. HbA1c er et mål for kulhydratindtaget de seneste 2-3 måneder og er følsomt over for LCD-skærme.

Statistisk magt. For at sammenligne mellem LCD- og USDA-grupperne blev prøvestørrelsesberegninger udført ved hjælp af analyse af kovarians i PASS 14 (NCSS, LLC; Kaysville UT) med 0,05 tosidet signifikansniveau. Med race- og baseline-resultater som justeringsfaktorer med kombineret R2 på 0,25 og en stikprøve på 40 pr. race-diætgruppe (160 i alt for 2 racer med 2 behandlingsgrupper), vil vi have 90 % magt til at detektere en effektstørrelse så lille som 0,22 i kosten vigtigste effekt. For smerteintensitetsmålene, der antager en standardafvigelse på 3, vil vi have 90 % effekt til at detektere ændringer i smerte på mindst 1,34 enheder. Pilotdata og litteraturen tyder på en standardafvigelse i smerte på 2 og reduktioner på ≥1,5 anses for at være klinisk meningsfulde; vi valgte konservativt at øge dette mål for variabilitet med 50 %. Den påviselige effektstørrelse på 0,22 gælder for hvert af udfaldsmålene mellem diætgrupper (Mål 1: Hypotese 1-3) og resultatmål mellem racegrupper (Mål 2: Hypotese 1-2). For korrelationsanalyser (Mål 2: Hypotese 3; Mål 3: Hypotese 1-2) vil vi have 90 % magt til at detektere korrelationer på mindst 0,25 med 160 deltagere. Forudsat en nedslidningsrate på 20 %, vil vi rekruttere 200 deltagere (100/løb) for at opnå 160 deltagere.

Klinisk meningsfulde forskelle. Gruppemiddelforskelle afspejler ikke altid klinisk betydningsfulde forskelle på individniveau. Derfor vil en analyse blive udført ved hjælp af publicerede klinisk betydningsfulde forskelle i: (1) WOMAC-smerter, (2) WOMAC-handicap og baseline smerteintensitetsscore. Kort fortalt anses en reduktion på ≥1,5 (smerte) eller ≤6,0 (invaliditet) for at være klinisk meningsfuld, ligesom en reduktion på ≥1,7 på en 11-punkts vurderingsskala. Omvendt anses en stigning på ≥2,2 (smerte) eller ≥6,0 (invaliditet) for at være forværret, ligesom en stigning på ≥2,2 på en 11-trins skala. Generaliserede lineære blandede modeller vil blive brugt til at estimere oddsene for at rapportere forbedring eller forværring mellem NHB og NHW deltagere. I vores feasibility-forsøg1 så vi, at LCD-skærmen var mere effektiv til at forbedre både smerte- og handicapscore på WOMAC i henhold til kriterierne beskrevet ovenfor.