Lebensstilintervention zur Schwangerschaftsvorbereitung (LIPP)

Spezifisches Ziel 1: Untersuchung der physiologischen Bedeutung von Lifestyle-Interventionen zur Vorbereitung auf eine Schwangerschaft (LIPP) auf den mütterlichen und neonatalen Stoffwechsel und die Adipositas.

Einleitung/Begründung: Unsere vorläufigen Daten zeigen, dass eine überwachte Lebensstilintervention bei übergewichtigen und fettleibigen Erwachsenen zu einer signifikanten Gewichtsabnahme, einer verbesserten Insulinsensitivität, Glukosetoleranz und Inkretinsekretion sowie zu gesünderen kardiovaskulären und körperlichen Ergebnissen führt. Wir gehen davon aus, dass das Timing und die Umsetzung der vorgeschlagenen Lebensstilintervention bei übergewichtigen/adipösen Frauen, die eine zweite Schwangerschaft planen, zu ähnlichen gesundheitlichen Vorteilen führen und zu einer größeren Insulinsensitivität, einer verringerten Insulinsekretion und weniger Entzündungen führen wird. Diese Verbesserungen werden dazu führen, dass verhindert wird, dass eine übermäßige Nährstoffverfügbarkeit (Glukose und Lipide) zu übermäßigem fötalem Wachstum/Adipositas beiträgt. Die Arbeitshypothese für dieses Ziel ist, dass im Gegensatz zu GWG die verringerte Insulinsensitivität vor der Schwangerschaft bei adipösen Müttern für die größte klinische Varianz der Fettansammlung beim Säugling verantwortlich ist. Obwohl wir klinisch eine Abnahme des Gewichts und des BMI in der LIPP-Gruppe erwarten, sind die Verbesserung der Insulinsensitivität und des Stoffwechselprofils die wichtigsten physiologischen Maße im Zusammenhang mit dem primären Ergebnis einer verringerten neonatalen Adipositas und nicht der Gewichtsverlust an sich.

Der Grundgedanke ist, dass der optimale Zeitpunkt für die Umsetzung einer Lebensstilintervention, die die Gesundheit der Mutter auf physiologischer, zellulärer und molekularer Ebene effektiv verbessert und zu einer optimalen Adipositas beim Baby führt, vor der Schwangerschaft liegt. Frauen, die nach der Geburt abnehmen, erfahren in der nachfolgenden Schwangerschaft eine Abnahme des Neugeborenen-Geburtsgewichts (hauptsächlich Fettgewebe), während Frauen, die an Gewicht zunehmen, eine Zunahme des Neugeborenen-Geburtsgewichts und der Adipositas erfahren. Wir gehen davon aus, dass der Stoffwechselzustand der Mutter vor der Schwangerschaft die adipogene Umgebung im Uterus bestimmt, die wiederum die plazentare Programmierung der mitochondrialen und Lipidwege (spezifisches Ziel 2) und die Körperzusammensetzung des Babys beeinflusst. Eine zusätzliche Begründung ist, dass es notwendig ist zu verstehen, wie sich eine verbesserte Stoffwechsellage vor der Schwangerschaft auf die physiologische und molekulare Funktion der Mutter auswirkt. Wir gehen davon aus, dass fettleibige Frauen, die das LIPP-Programm abschließen, mit einem verbesserten insulinregulierten Stoffwechsel und einer verringerten Insulinresistenz in die Schwangerschaft gehen werden, wodurch ein geringeres Geburtsgewicht und Adipositas bei Neugeborenen ermöglicht werden. Wir werden Mütter rekrutieren, die ihr erstes Baby bei MHMC zur Welt gebracht haben. Wir erkennen an, dass diese Mütter eine Bevölkerungsgruppe darstellen, die nur begrenzten Zugang zu Trainingseinrichtungen oder familiären Unterstützungssystemen hat, die Freizeit für Bewegung erleichtern würden. Um Teilnahmebarrieren abzubauen, werden wir die Übungen in örtlichen Erholungszentren der Gemeinde durchführen. Die Zentren verfügen über Kinderbetreuungseinrichtungen und wir übernehmen die Kosten, damit die Teilnehmer ihre Babys zu den LIPP-Sitzungen mitbringen können. Um die Teilnahme weiter zu erhöhen und die Bindung zu maximieren, werden wir den Transport zu und von den Erholungszentren anbieten. Unterstützung für den Transport wird vom Cleveland Mt angefordert. Sinai-Stiftung. Lifestyle-Intervention Gewichtsverlustphase: Das LIPP-Programm wurde entwickelt, um einen Gewichtsverlust von 5-10 % des Körpergewichts zu fördern. Die 4-monatige Gewichtsabnahmephase besteht aus einem aeroben Bewegungstraining mit Ernährungs- und Verhaltensberatung, um eine Gewichtsabnahme herbeizuführen, wie dies in früheren Studien erfolgreich erreicht wurde. Anfänglich wird überwachtes Training bei 55–60 % der HFmax verordnet und schrittweise gesteigert, sodass die Probanden nach 1–2 Wochen bei 75–85 % der HFmax (~65–70 % VO2max) trainieren. Betreutes Training besteht aus Gehen/Joggen auf einem Laufband und stationärem Radfahren, 3 Tage/Woche, 60 Minuten/Sitzung (d. h. 500 kcal/Sitzung). Die Frauen tragen während jeder Trainingseinheit Herzfrequenz- (HR) Monitore (Polar Electro, Woodbury, NY), damit sie ein visuelles Feedback zu ihrem persönlichen Zielherzfrequenzziel erhalten. Den Teilnehmern wird empfohlen, die Kalorienaufnahme um ~500 kcal/Tag zu reduzieren, um ihre Gewichtsabnahmeziele zu unterstützen. Die empfohlene Ernährung liefert ~55 % der Kalorien als Kohlenhydrate, 25 % als Fett und 20 % als Protein. Die Teilnehmer werden angewiesen, komplexe Kohlenhydrate zu konsumieren und einfache Zucker zu vermeiden. Der spezifische Kalorienbedarf wird durch indirekte Kalorimetrie und einen Korrekturfaktor für sitzende (x1,3) körperliche Aktivität geschätzt. Die Energieaufnahme wird mithilfe der Food Photo Diary App Meal Snap geschätzt. Die digitale Fotografie bietet eine hervorragende Schätzung der Energieaufnahme (67). Teilnehmern, die kein Smartphone besitzen, wird durch die Unterstützung der Cleveland Foundation eines zur Verfügung gestellt.

Aufzeichnungen über einen 72-stündigen Diätzeitraum werden mit dem Forschungsteam geteilt, um die Kalorien- und Nährstoffaufnahme zu bestimmen. Meal Snap verfügt über eine Lebensmitteldatenbank mit über 350.000 Artikeln. Einige Mahlzeiten sind jedoch nicht in dieser Datenbank enthalten, daher geben unsere Lifestyle Coaches alle verzehrten Lebensmittel in unsere Ernährungsdatenbank (NDSR, Minneapolis, MN) ein, um die Analyse der Kalorien- und Makro-/Mikronährstoffaufnahme zu erleichtern. Die Probanden erstellen Fotos vor und nach der Mahlzeit, um die Menge der verzehrten Lebensmittel abzuschätzen. Die Daten werden zu Studienbeginn und in 2-Wochen-Intervallen während der anfänglichen 16-wöchigen Phase der überwachten Gewichtsabnahme erhoben.

Lifestyle-Intervention – Gewichtsmanagement/Erhaltung: Das Gewichtsmanagement-Programm vor der Schwangerschaft (Phase 2A, 2B und 2C) wurde entwickelt, um personalisierte Gewichtsabnahmeziele mithilfe von Lebensstilverhalten zu erleichtern, das Bewegung, Ernährung und Verhaltensänderungen umfasst, und basiert teilweise auf die Look AHEAD-Studie. Die Intervention umfasst ein Toolbox-Konzept, das dabei hilft, die Gewichtsabnahmeziele zu erreichen. Die Lifestyle-Coaches geben personalisierte Anweisungen zu körperlicher Aktivität/Übung – 10.000 Schritte/Tag, und die Teilnehmer verwenden FitBit Flex (Fitbit.com), um die Schrittzahl und die Trainingszeit zu verfolgen. Während der ersten Phase der Gewichtsbeibehaltung (2A) nehmen die Frauen an 2 betreuten Gruppensitzungen/Woche teil. Diese Sitzungen umfassen strukturierte Übungen (z. B. Zumba, Jazzercise, Spaziergänge mit dem Kinderwagen), die Überprüfung von Ernährungsfotoaufzeichnungen, wo Mahlzeiten gegessen wurden (zu Hause oder unterwegs; aufgezeichnet in der Smartphone-App) und Verhaltensberatung (mit ihrem Lifestyle-Coach). Die Teilnehmer werden ermutigt, 1.200–1.500 kcal/d (~55 % Kohlenhydrate, 25 % Fett, 20 % Protein) zu sich zu nehmen, wenn sie unter 113 kg wiegen, oder 1.500–1.800 kcal/d, wenn sie >113 kg wiegen. Ernährungsdaten werden in 4-Wochen-Intervallen während der Gewichtsbeibehaltungsperiode analysiert. Wichtig ist, dass der Lifestyle Coach die Kalorienaufnahme anhand des Fototagebuchs des Teilnehmers verfolgt, um die Belastung des Probanden zu minimieren und die Speicherung und Datenerfassung zu maximieren. Zu den Verhaltensstrategien zur Motivation für Entscheidungen zu einem gesunden Lebensstil gehören: Selbstüberwachung (Ernährung, Aktivität und Gewicht unter Verwendung von FitBit-Online-Ressourcen), Zielsetzung (Schritte/Tag, Gewichtsverlust), Stimuluskontrolle (z. B. soziales Essen, Fast Food, Sitzen). im Vergleich zum Stehen), Problemlösung (Snacks bereithalten, Bewegung zu Hause) und Rückfallprävention (z. B. Urlaub, Alkohol, Fast Food, Süßigkeiten, problematische Lebensmittel, zwanghaftes Essen). Nach 4 Monaten und dem gewünschten Gewichtsverlust wechseln die Probanden in Phase 2B. Während dieser Phase verfolgen die Probanden ein Trainingsziel von 10.000 Schritten/Tag, müssen jedoch nur an einer überwachten Sitzung/Woche teilnehmen. Wenn es einem Probanden nicht gelingt, den Gewichtsverlust aufrechtzuerhalten, definiert als Gewichtszunahme von 3 % des aktuellen Körpergewichts, kehren die Teilnehmer zu Phase 2A zurück, um ein stärker überwachtes Gewichtsmanagement zu erhalten. Wenn der Gewichtsverlust nach 3 Monaten aufrechterhalten wird, werden die Probanden alternativ in Phase 2C bis zur anschließenden Schwangerschaft fortschreiten. Phase 2C besteht aus keinen beaufsichtigten Trainingseinheiten. Der Proband und der Lifestyle Coach werden sich jedoch wöchentlich telefonisch unterhalten, um den Fortschritt zu überprüfen, einschließlich Fitbit-Trainingsdaten und Ernährung. Die Daten deuten darauf hin, dass telefonisch durchgeführte Gewichtsmanagementprogramme mit klinisch durchgeführten Programmen vergleichbar sind. Während der Anrufe wird den Teilnehmern geraten, mit der während Phase 2B vorgeschriebenen Intensität und Dauer weiter zu trainieren. Sie erhalten sprachspezifische Ernährungs- und Bewegungstagebücher. Diese werden verwendet, um die Kalorienaufnahme zu leiten, und liefern eine weitere Aufzeichnung der Einhaltung. Die in die Kontrollgruppe randomisierten Teilnehmer erhalten Informationen zur Ernährung nach der Schwangerschaft/Gewichtsverlust vom CRU-Ernährungsberater im Unterschied zum LIPP-Ernährungsberater (HB), um die Kreuzkontamination zwischen den Gruppen zu verringern. Gewichtsmanagement während der Schwangerschaft: Alle LIPP- und üblichen Pflege-/Kontrollgruppen werden von ihrem primären Geburtshelfer betreut. Die Abteilung für Gynäkologie und Geburtshilfe am MHMC hat kürzlich ihre klinischen Richtlinien für die Behandlung übergewichtiger/fettleibiger Frauen basierend auf dem ACOG-Praxisbulletin vom Dezember 2015 (2) überarbeitet. Allen übergewichtigen/fettleibigen Frauen wird zu Beginn der Schwangerschaft eine Ernährungsberatung durch einen registrierten Ernährungsberater der MHMC-Ernährungsabteilung mit Nachsorgeuntersuchungen nach Bedarf angeboten, um die GWG gemäß den IOM-Richtlinien zu unterstützen. Die Ernährungstherapie berücksichtigt den prägraviden BMI der Mutter, ethnische, kulturelle und soziale Faktoren bei der Individualisierung einer gesunden Ernährung. Die elektronische Gesundheitsakte (EPIC) enthält ein grafisches GWG-Nomogramm, sodass GWG bei jedem Besuch überwacht wird. Alle Probanden werden ermutigt, die körperliche Aktivität für mindestens 30 Minuten pro Tag zu erhöhen (hauptsächlich Gehen). Klinisches Management wie Ultraschall zur Einschätzung des fetalen Wachstums und fetale Überwachung basieren auf den ACOG-Empfehlungen. Der Lifestyle Coach wird weiterhin nur die LIPP-Probanden wie in der Erhaltungsphase des Forschungsdesigns beschrieben weiterverfolgen.

Stoffwechselbewertungen: Stoffwechselbewertungen werden zu Studienbeginn (3 Monate bis 2 Wochen) nach der Geburt durchgeführt. Nachuntersuchungen werden nach 4 (+/-2 Wochen) und 12 Monaten (+/-2 Wochen) und dann alle 6 Monate (+/-2 Wochen) vor der Schwangerschaft bis maximal 24 Monate durchgeführt. Sobald eine Schwangerschaftsdaten und Lebensfähigkeit durch Ultraschall bestätigt wurden, werden die Stoffwechselbewertungen in der 12. bis 16. und 32. bis 36. Schwangerschaftswoche fortgesetzt.

Körperzusammensetzung der Mutter: Anthropometrie-Messungen umfassen Größe, Gewicht sowie Hüft- und Taillenumfang. Das Gesamtkörperfett wird durch Ganzkörper-Plethysmographie (Bod Pod; Cosmed, Rom, Italien) gemessen. Wir verwenden eine Hydratationskonstante von 76 % für die fettfreie Masse während der späten Schwangerschaft.

Ruheenergieverbrauch: Die Stoffwechselrate im Ruhezustand (RMR) wird nach Fasten über Nacht unter Verwendung des Cosmed OMNIA-Stoffwechselwagens (Cosmed, Rom, Italien) mit einem Überdachungssystem bestimmt. Wir werden die Ernährung kontrollieren, indem wir am Abend vor dem Test von der CRU eine standardisierte, energieausgewogene Mahlzeit anbieten. Die Teilnehmer entspannen sich 30 Minuten lang in einem ruhigen Stoffwechselraum mit wenig Licht, bevor sie eine 30-minütige Messung der ausgeatmeten Luft erhalten. Der oxidative und nicht-oxidative Glukosestoffwechsel wird abgeschätzt und es werden vor und nach der Maßnahme Urinproben entnommen, um den Nicht-Protein-RQ (NPRQ) zu berechnen. Diese Daten werden in Verbindung mit Spezifisches Ziel 2 verwendet und mit der Veränderung der Mitochondrienfunktion während der Schwangerschaft korreliert.

Übungskapazität: Ein inkrementeller abgestufter Laufbandtest wird in beiden Gruppen zu Beginn, nach 4 und 6 Monaten durchgeführt. Sauerstoffverbrauch (Jaeger OxyCon Pro/Delta System, Höchberg, Deutschland), Herzfrequenz und Bewertungen der wahrgenommenen Anstrengung werden wie zuvor beschrieben durchgeführt.

Insulinsensitivität und ?-Zell Funktion: Ein oraler 75-g-Glukosetoleranztest (OGTT) wird verwendet, um die postprandiale Glykämie sowie die Insulinsensitivität und -sekretion zu beurteilen. Nach einer nächtlichen Fastenzeit werden Blutproben in den ersten 60 Minuten in 10-Minuten-Intervallen und danach in 20-Minuten-Intervallen entnommen. C-Peptid-Daten werden unter Verwendung eines kombinierten Modellansatzes analysiert, um prähepatische Insulinsekretionsraten, Insulinsensitivität, Dispositionsindex bereitzustellen und die Kinetik von Insulin und C-Peptid in Beziehung zu setzen (73). Die Plasmaglukose wird unter Verwendung der Glukoseoxidasemethode (YSI; Yellow Springs, OH) gemessen.

Insulin wird durch RIA (Millipore, Billerica, MA) getestet. Die Diagnose von GDM wird anhand der vom ACOG empfohlenen Kriterien gestellt (74).

Enteroinsuläre Axis-Reaktionen: Plasmaproben (mit geeigneten Zusätzen) werden erhalten, um Inkretinhormone (Glukagon-ähnliches Peptid-1 (GLP-1) und Glucose-abhängiges insulinotropes Polypeptid (GIP) und sättigungsbezogene Darmpeptide (Cholecystokinin (CCK)) zu messen. und Peptid YY (PYY). Die Messungen werden unter statischen (nüchternen) und dynamischen (glukosestimulierten) Bedingungen (10-Minuten-Intervalle bis zu 1 Stunde) durchgeführt.

Metabolische und entzündliche Biomarker: Nüchternblutproben werden entnommen, um CBC, TSH, HbA1c, Lipidpanel und die gesamten freien Fettsäuren (FFA) zu messen. Adipozytokine (Adiponectin, Leptin, Interleukin-6, Interleukin-8, TNF-&agr; und hsCRP) werden unter Verwendung von ELISA (R&D Systems, Minneapolis, MN) gemessen. Alle Proben von jedem Probanden werden bei -80 °C gelagert und nach Abschluss im selben Assay laufen gelassen, um die Variabilität zu verringern.

Fragebogen zur Lebensqualität: Die SF-36-Gesundheitsumfrage wird zu Studienbeginn, nach 4 und 12 Monaten und dann in 6-Monats-Intervallen bis zur Schwangerschaft verwendet, um die gesundheitsbezogene Lebensqualität der Patientin zu beurteilen. Diese Daten liefern ein allgemeines Maß für die körperliche und geistige Gesundheit durch die Bewertung der körperlichen Funktionsfähigkeit, der körperlichen Schmerzen, der Einschränkungen aufgrund körperlicher, persönlicher oder emotionaler Probleme und des Wohlbefindens, der Energie/Müdigkeit und der allgemeinen Gesundheitswahrnehmung. Während der Schwangerschaft wird der Fragebogen nach 12-16 und 32-36 Wochen durchgeführt.

Messung der Fettmasse bei Säuglingen: Wir haben umfangreiche Erfahrung in der Schätzung der Körperzusammensetzung bei Neugeborenen und waren eines der ersten Zentren, das eine Erbsenkapsel (pädiatrische Luftdensitometrie) beschafft hat, die in der CRU neben Wehen & Entbindung und Wochenbett untergebracht ist Einheit.

Insulinresistenz bei der Geburt: Bei der Geburt erhalten wir Nabelschnurblut für Insulin und Glukose, um die Insulinresistenz mit HOMA abzuschätzen. Das vollständige Lipidprofil, CRP und die Adipokine IL-6 und Leptin (ein hervorragender Marker für die Fettmasse von Neugeborenen) werden wie oben beschrieben im Nabelschnurblut gemessen.

Erwartete Ergebnisse, Herausforderungen und alternative Ansätze:

Das primäre Ergebnismaß dieses Vorschlags ist eine geringere neonatale Adipositas bei der Geburt in der LIPP-Gruppe im Vergleich zu: 1) der Kontrollgruppe und 2) beim Erstgeborenen der Testperson. Als sekundäre Ergebnisse erwarten wir, dass LIPP vor einer nachfolgenden Schwangerschaft eine signifikante Verbesserung (absolute und prozentuale Veränderungen) des Gewichts und der Körperzusammensetzung der Mutter und, was noch wichtiger ist, eine verbesserte Insulinsensitivität, Betazellfunktion, Inkretinreaktion auf Glukose, Lipide und Entzündungen hervorrufen wird Biomarker im Vergleich zur Kontrollgruppe. Wir erwarten auch eine reduzierte Insulinresistenz, Nabelschnurlipide und entzündliche Profile bei Babys, die mit LIPP geboren wurden, im Vergleich zu Kontrollen.

Die Rekrutierung ist ein bekanntes Problem für die erfolgreiche Durchführung und den Abschluss von Studien zur Lebensstilintervention. Angesichts der oben beschriebenen neuartigen Rekrutierungsstrategie, unseres einzigartigen Zugangs zur Patientenpopulation und unserer umfangreichen Erfahrung in der Stoffwechselforschung in der Schwangerschaft erwarten wir jedoch nicht, dass die Rekrutierung eine unüberwindbare Herausforderung darstellen wird. Wir werden in den ersten 4 Jahren 200 Probanden rekrutieren und alle Mutter-/Baby-Bewertungen gemäß dem vorgeschlagenen Zeitplan abschließen. Bei Bedarf rekrutieren wir Probanden aus der Cleveland Clinic und den University Hospitals, die beide mit der Case Western Reserve University (CWRU) verbunden sind. Zu den Bindungsstrategien gehören kostenloser Transport zu den Trainingseinheiten, kostenloser Kinderbetreuungsdienst während der Lifestyle-Sitzungen und Beratungen mit dem Lifestyle-Coach, Handy-Apps zur Verringerung der Belastung durch die Dateneingabe, regelmäßige Telefonkontakte und finanzielle Anreize, einschließlich eines Kinderautositzes bei der Entbindung .

Unser Team hatte in unseren früheren Stoffwechselforschungs- und Lebensstilinterventionsstudien bei übergewichtigen und fettleibigen Bevölkerungsgruppen herausragenden Erfolg bei der Bindung schwangerer Frauen (48,64). Im aktuellen Vorschlag sind auch zusätzliche Strategien vorhanden, um die Retention zu maximieren und den Abbruch zu minimieren. Dazu gehören Telefonanrufe und E-Mails vom Lifestyle Coach, um die Problemlösungs- und Selbstüberwachungsfähigkeiten zu überprüfen und zu stärken, wie für die Teilnehmer des Diabetes-Präventionsprogramms beschrieben. Wir werden auch ein Buddy-System einrichten, bei dem jeder Teilnehmer zum Buddy eines anderen Teilnehmers wird, die beiden Buddys gemeinsam Mahlzeiten zubereiten, gemeinsam trainieren, Probleme austauschen usw. Das Buddy-System fördert das Gefühl, dass der Verbleib im Studium nicht nur für die eigene Gesundheit wichtig ist, sondern auch für die des Buddys. Wenn Probanden im LIPP-Programm ihr angestrebtes Gewichtsverlustziel nicht erreichen, implementieren wir eine Mahlzeitenersatzstrategie unter Verwendung der Ressourcen der CRU/CTSC-Stoffwechselküche unter Berücksichtigung des Kalorien- und Nährstoffbedarfs der Mutter in Abhängigkeit vom Stillen. Nicht alle Teilnehmer werden schwanger. Da das primäre Ergebnis die neonatale Adipositas ist, werden Patientinnen, die nicht schwanger werden, nicht in die primäre Analyse eingeschlossen, sondern in die sekundären Analysen bezüglich der prägraviden Stoffwechselverbesserung eingeschlossen. Durch die Rekrutierung von Frauen mit einer vorangegangenen Schwangerschaft wird das Risiko einer Unfruchtbarkeit deutlich reduziert. Wir gehen davon aus, dass ungefähr 20 % der Frauen einen spontanen Schwangerschaftsabbruch erleiden werden, aber sie dürfen ihre vorherige Teilnahme entweder an der LIPP- oder der Kontrollgruppe fortsetzen und wieder aufnehmen. Wir gehen davon aus, dass ca. 25 % der Probandinnen die Studie abbrechen, bevor sie schwanger werden, und weitere 15 % können während der Schwangerschaft abbrechen. Wir werden 100 Probanden in jeden Arm einschreiben, um dem unwahrscheinlichen Fall eines 40-prozentigen Studienabbruchs Rechnung zu tragen. Wir wenden eine noch strengere Strategie an und berichten, dass die statistische Aussagekraft für nur 50 Probanden pro Gruppe als Worst-Case-Szenario verfügbar ist. Wenn die Retention hinter den Prognosen zurückbleibt, werden wir zusätzliche Probanden in MHMC- und CWRU-angeschlossenen Krankenhäusern rekrutieren. Das CRU-Personal hilft bei der Entnahme von Nabelschnurblut und Plazenta bei der Entbindung und der Durchführung der Pea-Pod-Körpermessungen. Bei einer Fehlfunktion des Pea Pod-Geräts schätzen wir die Körperzusammensetzung mithilfe der Anthropometrie für Neugeborene.

Obwohl LIPP-Probandinnen ermutigt werden, eine zweite Schwangerschaft zu verschieben, bis sie sich in der Erhaltungsphase des Programms befinden, schließen wir LIPP-Subjektinnen nur aus, wenn sie während der ersten 4-monatigen Gewichtsabnahmephase schwanger werden. Bei den Kontrollpersonen erfolgt ein Ausschluss, wenn eine Person vor dem CRU-Randomisierungsbesuch 3 Monate nach der Geburt schwanger wird. Der Einsatz von Geburtenkontrolle in dieser Phase ist ein Einschlusskriterium. Nicht alle LIPP-Probandinnen werden nach der 4-monatigen Intervention zur Gewichtsabnahme zu ähnlichen Zeiten schwanger. Wir werden die Zeit zwischen den Schwangerschaften zwischen den LIPP- und Kontrollsubjekten nicht anpassen. Wir verwenden den Stoffwechselstatus des LIPP und der Kontrollperson (Körperzusammensetzung, Insulinsensitivität und -reaktion usw.) bei der letzten Stoffwechselbewertung in der CRU vor der Schwangerschaft als Prägravid- oder Ausgangsstatus für die nachfolgende Schwangerschaft. Da es sich um eine Schwangerschaftsstudie handelt, werden nur Frauen rekrutiert. Wir werden jedoch die Wirkung von LIPP auf männliche und weibliche Nachkommen zusammen und unabhängig auf der Grundlage des Geschlechts bewerten.

Statistischer Ansatz:

Die primären Analysen des Spezifischen Ziels 1a werden Intent-to-treat-Vergleiche der LIPP- und der Kontrollgruppe im Hinblick auf Änderungen der mütterlichen Insulinsensitivität, des BMI und der Fettmasse sein. Die Vergleiche werden zuerst mit t-Tests bei zwei Stichproben bei p = 0,05 durchgeführt. Sollte ein Ungleichgewicht von Störfaktoren in den Gruppen erkannt werden, können lineare Regressionsmodelle, die signifikante Unterschiede (z. GDM) wird verwendet, um Kovariatenanpassungen durchzuführen. Basierend auf unseren 1-Jahres-Follow-up-Studien nach der Geburt (62,63) haben wir eine Aussagekraft von 90 %, um eine absolute oder kovariatenbereinigte Verbesserung der Insulinsensitivität von 30 % zu erkennen, und eine Aussagekraft von 80 %, um eine so kleine Verbesserung wie 25 zu erkennen % im LIPP vs. Kontrollgruppe. Entsprechende 95 %-Konfidenzintervalle (95 %-KI) für die absoluten oder kovariatenbereinigten Unterschiede oder prozentualen Verbesserungen der Insulinsensitivität zwischen den Gruppen werden angegeben. Wir schätzen die Standardabweichung (SD) der Veränderung des BMI von der Randomisierung bis zur nachfolgenden Schwangerschaft auf 5,1 kg/m2. Wir haben eine 90-prozentige Aussagekraft, um eine absolute oder kovariatenbereinigte Differenz im BMI von 2,6 kg/m2 zu erkennen, und eine 80-prozentige Aussagekraft, um eine Differenz von 2,26 kg/m2 zu erkennen, und eine 90-prozentige Aussagekraft, um eine absolute oder kovariatsangepasste Differenz beim Fett zu erkennen Masse von 5,9 kg und 80 % Power, um einen Unterschied von 5,1 kg zwischen den Gruppen vor der zweiten Schwangerschaft zu erkennen. Die primäre Analyse für Spezifisches Ziel 1b ist ein Intent-to-Treat-Vergleich von LIPP- mit Kontroll-Neugeborenen in Bezug auf die Fettmasse bei der Geburt. Der Vergleich wird mit einem t-Test bei zwei Stichproben bei p=0,05 durchgeführt. Es wird eine lineare Regression durchgeführt, die das Gewicht (Körperzusammensetzungsmaße) des ersten Kindes des Probanden als Kovariate enthält. Sollte ein Ungleichgewicht von Störfaktoren (z. B. Gestationsalter) in den Gruppen erkannt werden, werden lineare Regressionsmodelle verwendet, um eine Kovariatenanpassung durchzuführen. Basierend auf unseren vorläufigen Daten schätzen wir die SD der neonatalen Fettmasse zwischen der LIPP- und der Kontrollgruppe auf nicht mehr als 225 g. Bei mindestens 50 Frauen in jeder Gruppe (unter der Annahme eines 50-prozentigen Ausfalls) hat der t-Test oder die lineare Regression eine Aussagekraft von 90 %, um einen absoluten oder kovariatenbereinigten Unterschied von 146 g Fettmasse zwischen den Gruppen zu erkennen. Wir haben eine Aussagekraft von 80 %, um einen absoluten oder kovariatenbereinigten Unterschied von nur 126 g Fettmasse zwischen den Gruppen zu erkennen. Das entsprechende 95 %-KI für den absoluten oder kovariatenbereinigten Unterschied in der neonatalen Fettmasse zwischen den Gruppen wird angegeben. Für Sekundäranalysen verwenden wir denselben statistischen Ansatz. Basierend auf unseren vorläufigen Daten schätzen wir die SD des Geburtsgewichts auf 700 g; Bei 50 Neugeborenen in jeder Gruppe haben wir eine Aussagekraft von 90 %, um einen absoluten oder kovariatenbereinigten Unterschied von 455 g beim Geburtsgewicht zu erkennen, und eine Aussagekraft von 80 %, um einen Unterschied von 393 g zwischen den Gruppen zu erkennen. Zusätzliche Sekundäranalysen werden Nabelschnur-Zytokine umfassen. Vergleiche werden unter Verwendung eines t-Tests mit zwei Stichproben auf einem Signifikanzniveau von p = 0,05 durchgeführt; jedoch werden Mann-Whitney-U-Tests oder Protokolltransformationen verwendet, wenn die Daten nicht normalverteilt sind. Lineare Regressionsmodelle, einschließlich Störfaktoren, werden verwendet, um Kovariatenanpassungen durchzuführen. Basierend auf unseren veröffentlichten Daten (80) schätzen wir die Standardabweichungen von Nabelschnur-IL-6 und CRP auf 3,4 pg/ml bzw. 7.900 ng/ml. Mit 50 Frauen in jeder Gruppe haben wir eine Aussagekraft von 90 %, um eine Verbesserung der IL-6- und CRP-Spiegel um 50 % bzw. 42 % festzustellen, und eine Aussagekraft von 80 %, um eine Verbesserung von 42 % bzw. 36 % festzustellen.

Spezifisches Ziel 2: Bestimmung der molekularen Wirkungen, durch die vor der Schwangerschaft eingeleitete Lebensstilmaßnahmen die Oxidation und Akkumulation von mitochondrialen Lipiden in der Plazenta verbessern können.

Einleitung/Begründung: Unsere Daten legen nahe, dass bei übergewichtigen Frauen früh in der Schwangerschaft ein mitochondrialer Defekt im Plazentagewebe vorhanden ist, der die Kapazität der Plazenta zur Fettsäureoxidation hemmt und Fettsäuren zu Veresterungswegen und Lipidakkumulation umleitet, was möglicherweise zu einer erhöhten Nährstoffverfügbarkeit führt des Fötus und höhere Adipositas zum Termin. Unsere Gruppe hat gezeigt, dass andere mitochondriale Prozesse wie der Cholesterintransport und die Steroidogenese in der Plazenta adipöser, insulinresistenter Frauen am Termin beeinträchtigt sind. Der mitochondriale Inhalt der Plazenta (bewertet durch mtDNA und Citratsynthase-Aktivität) wird nicht durch mütterliche Fettleibigkeit und Insulinresistenz am Termin beeinflusst, was darauf hindeutet, dass die beobachteten Funktionsdefekte eher auf Veränderungen der mitochondrialen Aktivität als auf deren Anzahl zurückzuführen sind. Frühere diätetische Interventionen, die während der Schwangerschaft eingeleitet wurden, konnten die plazentare &bgr;-Oxidation oder fetale Fettablagerung nicht verändern, möglicherweise weil die Intervention begonnen wurde, nachdem die mitochondriale Funktion der Plazenta beeinträchtigt war. Wir gehen davon aus, dass LIPP die plazentare mitochondriale Fettsäureoxidation verbessern wird, die am Termin messbar sein wird und mit einer geringeren Fettsäureveresterung und -akkumulation sowie der neonatalen Fettmasse verbunden ist. Die Hypothese ist, dass die verringerte Insulinsensitivität und das erhöhte Entzündungsmilieu bei übergewichtigen Müttern die mitochondriale &bgr;-Oxidation in der sich entwickelnden Plazenta beeinträchtigen. Es sind die Veränderungen im Stoffwechsel der Plazenta, die früh in der Schwangerschaft beginnen und zu einer veränderten Nährstoffzufuhr und einer erhöhten fötalen Fettablagerung führen. Unsere Begründung basiert auf der Notwendigkeit zu verstehen, wie Veränderungen im plazentaren Lipidstoffwechsel die Auswirkungen eines verbesserten prägraviden Stoffwechsels auf die neonatale Adipositas vermitteln. Wir erwarten, dass die Plazenten adipöser Frauen im LIPP-Programm eine verbesserte Fettsäureoxidation und eine verringerte Lipidveresterung und -akkumulation zum Termin aufweisen. Darüber hinaus erwarten wir, dass diese Veränderungen mit einer geringeren mütterlichen Entzündung und Insulinresistenz in der Frühschwangerschaft und einer geringeren neonatalen Adipositas zum Termin korrelieren werden.

Erwartete Ergebnisse und Endpunkte: Wir gehen davon aus, dass Plazentas von Frauen in LIPP im Vergleich zur Kontrollgruppe: 1) erhöhte &bgr;-Oxidation, 2) verringerte Fettsäureveresterung, 3) niedrigeren Lipidgehalt, 4) erhöhte Aktivität des mitochondrialen CPT1B, das geschwindigkeitsbestimmende Enzym bei der &agr;-Oxidation und höheres Phosphor-ACC, das, wenn es phosphoryliert wird, weniger Malonyl-CoA produziert, den wichtigsten inhibitorischen Regulator von CPT1B, und 5) kein Unterschied im Mitochondriengehalt (gemessen durch mtDNA- und Citratsynthase-Aktivität) . Wir gehen auch davon aus, dass die mitochondriale &agr;-Oxidation und die CPT1B-Aktivität negativ mit entzündlichen Zytokinmarkern im mütterlichen Serum in der frühen Schwangerschaft, Insulinresistenz und neonataler Adipositas korrelieren werden.

Experimentelles Design: Wir werden die Ziele von Spezifisches Ziel 2 erreichen, indem wir Änderungen der mitochondrialen Enzymaktivität und des Lipidstoffwechsels der Plazenta bei Frauen messen, die in die Kontroll- oder LIPP-Gruppen eingeschrieben sind, die in Spezifisches Ziel 1 beschrieben sind. Plazentagewebe wird bei der Entbindung von allen Studienteilnehmern entnommen und in Paraffin eingebettet oder in flüssigem Stickstoff schockgefroren und für die molekulare Analyse bei -80 °C gelagert. Bei einer Untergruppe von Frauen, die per geplantem Kaiserschnitt entbinden (wir schätzen ca. 30 % unserer Teilnehmer oder N = 15–18/Gruppe), werden wir auch frisches Plazentagewebe für Lipidstoffwechselaktivitätstests entnehmen.

Lipidstoffwechsel der Plazenta: Diese Assays sind im Labor von O'Tierney-Ginn gut etabliert. Mitochondriale Fettsäureoxidation (FAO) und Veresterung in Gesamtlipidassays werden in Plazenta-Explantaten durchgeführt, wie zuvor beschrieben, mit einigen Modifikationen. Frisch isolierte Plazenta-Explantate werden in Gegenwart von 100 &mgr;M kaltem Palmitat und 3 H-Palmitat (Moravek Radiochemicals) für 18 Stunden inkubiert. Am Ende der Inkubationszeit werden Medien gesammelt, um die FAO-Rate durch Nachweis von 3H2O unter Verwendung der Dampfphasenäquilibrierungsmethode von Hughes zu quantifizieren. Die Veresterung zu Gesamtlipiden wird durch Homogenisieren der behandelten Explantate in Aceton von HPLC-Qualität und Inkubieren unter Rühren bei Raumtemperatur über Nacht bestimmt. Ein Aliquot der Acetonextrakt-Lipidsuspension wird verwendet, um den radioaktiven Gehalt durch Flüssigszintillationszählung zu bestimmen. Oxidations- und Veresterungsraten werden als nmol Palmitat/mg Gewebe/h definiert.

Bewertung der Mitochondrien der Plazenta: Mitochondrien werden wie zuvor beschrieben aus gefrorenem Plazentagewebe isoliert. Marker der Aktivität von Lipidoxidation (CPT1B) und Synthese/Veresterung (Phospho-ACC) werden mit kommerziell erhältlichen Kits (Cell Signaling, Abcam) in isolierten Mitochondrien aus allen Proben gemessen. Marker des mitochondrialen Inhalts (mtDNA und Citratsynthase-Aktivität) werden in allen Proben wie zuvor beschrieben im gesamten Plazentagewebe gemessen.

Lipidakkumulation in der Plazenta: Der Gesamtlipidgehalt in der Plazenta wird mit der Folch-Methode gemessen.

Voraussichtliche Herausforderungen und Alternativen: 1) Wir werden nur Plazentas verwenden, die per geplantem Kaiserschnitt für In-vitro-Oxidations- und Veresterungsassays entbunden wurden, um arbeitsbedingte Veränderungen zu vermeiden. In unserem Krankenhaus liegt die Kaiserschnittrate bei adipösen Frauen bei ~40 %. Unsere konservative Schätzung von 40-50 % Drop-out, gefolgt von 30 % der Probanden, die per Kaiserschnitt entbinden, ergibt N = 15-18/Gruppe. Basierend auf unseren vorläufigen Daten wird uns dies ausreichend Kraft geben, um Unterschiede im Lipidstoffwechsel der Plazenta aufgrund von LIPP zu erkennen. Wir werden Plazentaproben von allen Studienteilnehmern für mitochondriale Enzymaktivitätsassays sammeln, was uns eine zusätzliche Beurteilung der Stoffwechselaktivität bei einer größeren Anzahl von Teilnehmern ermöglicht. 2) Die mitochondriale Fettsäureoxidationskapazität der Plazenta kann durch die Anzahl der Mitochondrien, die Aktivität der oxidativen Phosphorylierung und die energetische Effizienz (Kopplung) beeinflusst werden. Die Bewertung der mitochondrialen oxidativen Phosphorylierungskapazität oder energetischen Effizienz erfordert frisch isolierte Mitochondrien und/oder lebende Zellen, die für unseren Vorschlag angesichts der unvorhersehbaren Art der Lieferung und der großen Anzahl von Teilnehmern zu ehrgeizig und kostspielig wären. Alternativ werden wir Marker des mitochondrialen Inhalts und Schlüsselenzyme des mitochondrialen Lipidstoffwechsels in allen Plazentaproben messen, um einige potenzielle Mechanismen zu bewerten, die Veränderungen der plazentaren Fettsäureoxidation zugrunde liegen. Darüber hinaus können gefrorene Proben, die von allen Plazentas gesammelt wurden, verwendet werden, um am Elektronentransport beteiligte Enzyme (z. B. ATP-Synthase) als Marker für die mitochondriale oxidative Phosphorylierung zu messen.

Statistische Analyse: Das primäre Ziel von Ziel 2 ist es, die Wirkung von Lebensstilinterventionen vor der Schwangerschaft auf die plazentare mitochondriale Fettsäureoxidation zum Termin zu bestimmen. Wir nehmen an, dass die Plazenta-&bgr;-Oxidation in der LIPP-Gruppe höher sein wird. Wir werden eine Intent-to-treat-Analyse unter Verwendung eines t-Tests mit zwei Stichproben oder eines nichtparametrischen Wilcoxon-Rangsummentests durchführen, um die Unterschiede zwischen den Gruppen zu bewerten. Die Regressionsanalyse wird verwendet, um den Zusammenhang zwischen plazentarer β-Oxidation und Enzymaktivität mit mütterlichen entzündlichen Zytokinspiegeln und Insulinresistenz in der Frühschwangerschaft zusammen mit der neonatalen Fettmasse mit Anpassung an Gestationsalter und Geschlecht zu beurteilen. Für alle Variablen werden deskriptive Statistiken wie Mittelwert, Median und Bereich berechnet. Power- und Stichprobenumfangsanalyse basierend auf unseren vorläufigen mitochondrialen &bgr;-Oxidationsdaten bei fettleibigen Frauen (38–14 nmol/mg/h) zeigten, dass eine Stichprobengröße von N = 18/Gruppe eine 80 %ige Power erreicht, um einen Unterschied von 25 % zwischen ihnen zu erkennen Gruppen mit einem t-Test bei zwei Stichproben mit einem Signifikanzniveau von 0,05.