Vitamin-D-Dosis-Wirkungs-Studie zur Ermittlung des Ernährungsbedarfs bei Säuglingen

Der Vitamin-D-Status wird derzeit anhand der Serum-25(OH)D- und der Parathormon (PTH)-25(OH)D-Dynamik beurteilt (1). Die ultimative Wirkung von Vitamin D auf die menschliche Gesundheit ist ein gesundes Skelett, das sich im Säuglingsalter durch normales lineares Wachstum und Ansammlung von Knochenmineralien sowie das Fehlen von Knochenerkrankungen wie Rachitis auszeichnet (1). Die Bedeutung dieser Indikatoren wird in epidemiologischen Untersuchungen veranschaulicht, in denen das lineare Wachstum im Säuglingsalter positiv mit der maximalen Knochenmasse im Erwachsenenalter zusammenhängt (2). Darüber hinaus hängen sowohl der Vitamin-D-Status (3) als auch die Vitamin-D-Zufuhr (4) im Säuglingsalter mit der Knochenmasse bei Kindern zusammen.

Im Jahr 2004 bekräftigte Health Canada seine Gesundheitspolitik für die Bevölkerung, wonach alle gestillten, gesunden, termingerecht geborenen Säuglinge in Kanada täglich 400 IE Vitamin D3 erhalten (5). Diese politische Empfehlung wurde in Absprache mit dem Canadian Expert Advisory Committee on Dietary Reference Intakes (DRI) abgegeben. Sie stellten fest, dass der DRI-Wert für Vitamin D von 200 IE im Jahr 1997 für Kanadier zu niedrig war, basierend auf kanadischen Studien (6, 7) und Überwachungssystemen (1), die darauf hindeuteten, dass es in Kanada weiterhin eine hohe Rate an Vitamin-D-Mangel und Rachitis mit Vitamin-D-Mangel gab .

Sowohl das Health Canada-Komitee (5) als auch das Institute of Medicine Committee on Dietary Recommended Intakes (1) räumten ein, dass erhebliche Unsicherheit darüber besteht, was eine optimale Vitamin-D-Zufuhr im Säuglingsalter auf der Grundlage funktioneller Ergebnisse definiert.

Bei Erwachsenen definiert mittlerweile ein minimaler Serum-25(OH)D-Wert von 75 nmol/L den optimalen Vitamin-D-Status (8). Diese Konzentration wurde aus Dosis-Wirkungs-Studien zur Beziehung zwischen 25(OH)D und PTH abgeleitet, bei denen PTH-Plateaus etwa im mittleren Normalbereich liegen, und auch aus Studien, bei denen 25(OH)D-Konzentrationen zwischen 90 und 100 nmol/L liegen positiver Zusammenhang mit der Knochenmineraldichte (BMD) bei jungen Erwachsenen (9). Eine Dosis-Wirkungs-Studie zur Bestimmung der physiologischen und funktionellen Reaktion auf eine Vitamin-D3-Supplementierung wurde bei Säuglingen nicht durchgeführt und ist erforderlich, um DRI-Werte für kanadische Säuglinge zuverlässig festlegen zu können.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass medizinisches Fachpersonal mit großen Wissenslücken konfrontiert ist: a) was einen optimalen Vitamin-D-Status im Säuglingsalter ausmacht, basierend auf den physiologischen und funktionellen Ergebnissen, 25(OH)D, PTH und Knochenmasse; und b) welche orale Dosierung einer Vitamin-D-Ergänzung erforderlich ist, um den Serum-25(OH)D-Wert als Schlüsselbiomarker für einen optimalen Vitamin-D-Status auf optimale Werte anzuheben.

Das globale Ziel dieser Studie besteht darin, eine Dosis-Wirkungs-Studie der Vitamin-D3-Aufnahme durchzuführen und Informationen über die physiologische und funktionelle Reaktion auf eine Vitamin-D-Supplementierung im Säuglingsalter bereitzustellen, einschließlich: 25(OH)D-Konzentrationen und die Beziehung zwischen 25(OH)D )D, PTH und Knochenmineralansammlung. Sobald die beste Dosierung ermittelt ist, wird die Finanzierung einer größeren Studie in allen kanadischen Regionen angestrebt, um schlüssiger nachzuweisen, dass diese Dosierung für alle kanadischen Säuglinge geeignet ist. In der größeren Studie werden Säuglinge in Längsrichtung beobachtet, um zu bestätigen, dass die Optimierung des Vitamin-D-Status im Säuglingsalter die maximale Knochenmasse steigert.

2.0 HINTERGRUND 2.1 Empfehlungen für die Zufuhr von Vitamin D bei Säuglingen Der AI-Wert von mindestens 200 IE/Tag wurde aus der Menge an Muttermilch abgeleitet, die normalerweise von Säuglingen konsumiert wird, und der Konzentration von Vitamin D in der Muttermilch, die zu 25(OH) im Serum führte. D-Konzentrationen über 27,5 nmol/L (1). Die aktuellen Empfehlungen für die Vitamin-D-Zufuhr in Kanada für Säuglinge sind unten aufgeführt, es wurde jedoch keine Dosierung anhand von in Kanada durchgeführten Dosis-Wirkungs-Studien bewertet.

• 400 IE Vitamin D3/Tag für Säuglinge, empfohlen im Jahr 2004 von Health Canada, der Canadian Pediatric Society und Dietitians of Canada in „Guidelines for Healthy Term Infants“ (5); Und
• dass vollständig gestillte Säuglinge täglich 400 IE Vitamin D erhalten sollten, was von Oktober bis April auf 800 IE/Tag erhöht werden kann, wie vom Indianer- und Inuit-Komitee der Canadian Pediatric Society empfohlen (10). Säuglinge, die Flaschennahrung aus angereicherter Voll- oder Dosenmilch erhalten, sollten von Oktober bis April zusätzlich 400 IE erhalten (10).

2.2 Vitamin-D-Stoffwechsel und Vitamin-D-Quellen für Säuglinge: Das kanadische Szenario Endogen synthetisiertes Vitamin D liegt in Form von Cholecalciferol (Vitamin D3) vor. Die meisten Nahrungsquellen und Nahrungsergänzungsmittel in Kanada haben diese Säugetierform, einige enthalten jedoch die pflanzliche Form Ergocalciferol (Vitamin D2). Es wird geschätzt, dass Vitamin D3 etwa 9,5-mal wirksamer ist als Vitamin D2 (12).

Die endogene Synthese macht den Großteil des Vitamin D bei Erwachsenen aus (8). Oberhalb des 42. Breitengrads auf der Nordhalbkugel ist die Synthese aufgrund der geringen Intensität der UVB-Strahlung während des restlichen Jahres auf das späte Frühjahr bis zur Mitte des Herbstes beschränkt. Die Mehrheit der Kanadier lebt nördlich des 42. Breitengrades, wodurch sie das ganze Jahr über einem Risiko für Hypovitaminose D ausgesetzt sind, da sie Sonnenschutzmittel verwenden und Umweltfaktoren wie Kleidung und Umweltverschmutzung die Belastung durch UVB-Sonnenlicht verringern (14). Dies bedeutet, dass die endogene Synthese bei schwangeren Frauen und die anschließende Übertragung von der Mutter auf den Fötus beeinträchtigt sein können. Angereicherte Lebensmittel wie Milch, Margarine und Vitaminpräparate bleiben für viele kanadische Erwachsene die Hauptquelle für Vitamin D.

2.2.1 Mütterlich-fötaler Transfer bei der Geburt: Angesichts der Tatsache, dass kanadische Frauen nicht genügend Milch konsumieren (15, 16), ist es nicht verwunderlich, dass mehr als ein Drittel der Säuglinge bereits mit einem Vitamin-D-Mangel geboren werden. In Manitoba ist die PI hat dokumentiert, dass 36 % der Säuglinge von weißen oder nicht-weißen Eltern bei der Geburt einen Vitamin-D-Mangel haben, definiert als ein Serum-25(OH)D unter 27,5 nmol/L, wobei 46 % ihrer Mütter selbst Werte < 37,5 nmol haben /L (6). In dieser Studie wiesen 20 % der weißen Säuglinge einen Mangel auf, und insgesamt wiesen 60 % der indianischen, asiatischen, philippinischen und schwarzen Säuglinge einen Mangel auf. Dies deutet darauf hin, dass ein Vitamin-D-Mangel keine Seltenheit ist, insbesondere bei nicht-weißen Frauen und ihren Säuglingen (6, 19-22). Ebenso sind die Geburtssaison (19) und die ethnische Zugehörigkeit (6) wichtige Faktoren, die bei der Festlegung der Menge an Vitamin D berücksichtigt werden müssen, die erforderlich ist, um die Zielwerte für 25(OH)D bei Säuglingen zu erreichen und aufrechtzuerhalten.

2.2.2 Säuglinge von der Geburt bis zum 12. Monat: Säuglinge verfügen bei der Geburt nur über begrenzte Vitamin-D-Vorräte, da die von der Mutter übertragene Menge eine sehr kurze Halbwertszeit von 10–21 Tagen hat (1). Für ausschließlich gestillte Säuglinge wird von Health Canada (5) eine Vitamin-D-Ergänzung empfohlen, da die Vitamin-D-Konzentrationen in der Muttermilch kanadischer Mütter niedrig sind (4–40 IE/l). Eine angereicherte Formel würde etwa 400 IE Vitamin D/L täglich liefern, wird aber wahrscheinlich erst im Alter von etwa 6 Monaten erreicht (d. h. bei einer Aufnahme von 1 l/Tag). Ab einem Alter von 6 Monaten ist der Vitamin-D-Gehalt in der Nahrung für Säuglinge begrenzt.

2.3 Rolle von Vitamin D im frühen Lebensalter für die menschliche Knochengesundheit Reifgeborene mit 25(OH)D-Konzentrationen über 27,5 nmol/L haben eine höhere gewichtsbereinigte Knochenmasse als solche, die mit niedrigeren Konzentrationen geboren wurden (6). Die Auswirkungen einer höheren mütterlich-fötalen Übertragung von Vitamin D bleiben bis weit in die Kindheit erhalten, wie ein aktueller Bericht aus Southampton, Großbritannien (50. nördlicher Breitengrad) zeigt: Der Vitamin-D-Status der Mutter in der Schwangerschaft, gleichbedeutend mit der Vitamin-D-Exposition des Fötus in der Gebärmutter, war korrelierte positiv mit der Knochenmasse bei Kindern, die erst im Alter von 9 Jahren gemessen wurden (3).

Über die Wirkung verschiedener Dosierungen von Vitamin D auf den Mineralstoffaufbau im gesamten Körper/Skelettknochen im ersten Lebensjahr wurde nicht berichtet. Im ersten Lebensjahr wird erwartet, dass sich der Knochenmineralgehalt (BMC) des gesamten Körpers parallel zum Wachstum nahezu verdreifacht (24, 25). Bei mit Säuglingsnahrung gefütterten Säuglingen beträgt der Ganzkörper-BMC im Alter von 1, 3, 6, 9 und 12 Monaten 79, 130, 160, 200 bzw. 235 g, gemessen mit Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA) mit einem Präzisionsfehler von 4,5 % (25). Da der größte Anstieg zwischen 1 und 3 Monaten (63 %) liegt, ist dies ein idealer Zeitpunkt, um die Ergebnisse im Hinblick auf die Auswirkungen verschiedener Vitamin-D-Dosierungen auf den Knochenmineralaufbau zu vergleichen. Dies muss jedoch noch durchgeführt werden und ist ein wichtiges Ziel des vorliegenden Vorschlags. Es wird erwartet, dass ein optimaler Vitamin-D-Status zu einer größeren Knochenmasse führt, da in Genf, Schweiz (46. nördlicher Breitengrad), bereits eine Vitamin-D3-Ergänzung mit 400 IE/Tag im Säuglingsalter (mittlere Dauer 12 Monate) mit einer höheren BMD von 7 bis 10 Jahren verbunden ist 9 Jahre alt (4). Bei den Mädchen, die im Säuglingsalter eine Vitamin-D-Ergänzung erhielten, war die BMD im distalen Radius um 6 % und im Schenkelhals um 9 % höher, selbst nach Anpassung an die Größe (4). Diese positiven Zusammenhänge müssen im Zusammenhang mit Studien betrachtet werden, die die maximale Knochenmasse als einen entscheidenden Faktor für die Knochengesundheit identifizieren (26). Ob sich die positiven Effekte des Nahrungsergänzungsmittels in einer höheren maximalen Knochenmasse niederschlagen, ist noch nicht bekannt. Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass in Kanada aufgrund seines einzigartigen Klimas, seiner Kultur, seines Nahrungsmittelangebots und seiner Richtlinien im Zusammenhang mit der Sonnenexposition von Säuglingen keine derartigen Studien durchgeführt wurden. Da der optimale Vitamin-D-Bedarf für kanadische Säuglinge unklar ist, sind auch die Vorteile für die Knochenmasse unklar. Daher muss die empfohlene Nahrungsaufnahme von Vitamin D3 für kanadische Säuglinge durch strenge, gut kontrollierte, randomisierte Designs ermittelt werden, wobei der optimale Vitamin-D-Status das primäre Ergebnis ist.

2.4 Neues Paradigma für einen optimalen Vitamin-D-Status Physiologisch gesehen wird bei einem Abfall des Blutkalziumspiegels PTH freigesetzt, um die Hydroxylierung von 25(OH)D zu 1,25(OH)2D zu fördern. Sowohl PTH als auch 1,25(OH)2D mobilisieren Kalzium (Ca) aus den Knochen und verbessern die Absorption von Ca aus der Nahrung und dem glomerulären Filtrat. Erhöhte PTH-Werte, die typischerweise bei Personen mit unzureichendem Vitamin-D-Status beobachtet werden, können zu der Langzeiterkrankung Osteoporose führen (27). Ein hoher PTH-Wert kann auch auf einen niedrigen Ca-Gehalt in der Nahrung zurückzuführen sein, aber für Säuglinge liefern Muttermilch und Säuglingsnahrung reichlich Ca.

Die optimale 25(OH)D-Konzentration für Säuglinge ist nicht bekannt, wird aber auf Grundlage von Studien mit Erwachsenen auf mindestens 75 nmol/L geschätzt (8). Dieser Wert wird aus gut kontrollierten Dosis-Wirkungs-Studien zur Vitamin-D3-Supplementierung bei Männern und Frauen abgeleitet, die eine Verringerung des Serum-PTH (8, 28, 29) mit steigenden 25(OH)D-Konzentrationen und ein Plateau im mittleren Normalbereich zeigen PTH-Referenzbereich. Aktuelle Überlegungen deuten jedoch darauf hin, dass die 25(OH)D-PTH-Dynamik nicht das einzige Instrument zur Festlegung von Empfehlungen ist, sondern durch alternative Biomarker wie Knochenmasse und Mineralstoffwechsel ergänzt werden sollte, um klarer zu definieren, was optimal ist (27) . Dies wird durch eine Studie an jungen Erwachsenen veranschaulicht, bei denen höhere Vitamin-D-Konzentrationen (90–100 nmol/l) im Vergleich zu solchen mit niedrigeren Konzentrationen mit einer höheren BMD verbunden waren (9). Dies würde darauf hindeuten, dass Zuwächse bei 25(OH)D, die über die mit dem PTH-Plateau verbundenen Zuwächse hinausgehen, wichtig sind. Ebenso steht eine 25(OH)D-Konzentration von 75 bis 80 nmol/L bei Kindern im Alter von 7 bis 18 Jahren im Zusammenhang mit der Normalisierung des PTH (30–34) und wurde auch für diese Altersgruppe als Zielkonzentration ausgewählt. Konzentrationen von 25(OH)D bei und über diesem Wert sind in einer Kohorte (35) und in einer randomisierten kontrollierten Studie (RCT) zur Vitamin-D-Supplementierung mit 400 und 600 IE/Tag bei Jugendlichen (36) mit einer verstärkten Anreicherung von Knochenmineralien verbunden. . Diese Studien betonen erneut, dass die PTH-25(OH)D-Dynamik und die Knochenmasse wichtige Determinanten für die Festlegung der RDA in der Pädiatrie sind. Solche Dosis-Wirkungs-Studien zu Vitamin D3 gibt es für kanadische Säuglinge nicht und es ist möglich, dass PTH nicht der einzige Biomarker für die Angemessenheit in diesem Lebensstadium sein sollte. Es gibt begrenzte Dosis-Wirkungs-Studien [2] oder RCT [1], die die tägliche orale Vitamin-D-Aufnahme bei Säuglingen untersuchen (37-39). Die Einzelheiten dieser Studien wurden kürzlich im Rahmen einer vom NIH angeforderten systematischen Überprüfung zusammengefasst, die von kanadischen Experten zusammengestellt wurde. Die Kernaussage dieses Berichts ist, dass es keine Dosis-Wirkungs-Studien zur Vitamin-D3-Aufnahme bei Säuglingen gibt, sondern nur zu Vitamin D2 (9,5-fach geringere Wirksamkeit (12)) in Dosierungen von 100 bis 1000 IE/Tag. Diese Studien waren von kurzer Dauer und keine wurde in Kanada durchgeführt. Darüber hinaus wurde nicht in allen Studien der PTH und in keiner die Knochenmasse des gesamten Körpers gemessen. Ein Versuch mit Vitamin D3 bei kanadischen Säuglingen ist eindeutig überfällig.

Um besser zu verstehen, wie der Vitamin-D-Status bei Säuglingen optimiert werden kann, sollten neuere Biomarker der Knochenbildung und -resorption einbezogen werden, um den Knochenstoffwechsel in Verbindung mit 25(OH)D, PTH und dem BMC des gesamten Körpers umfassender zu beurteilen. Zu den vorgeschlagenen Biomarkern gehören Plasma-Osteocalcin und N-Telopeptid im Urin. Osteocalcin nimmt mit dem Wachstum und der Knochenmineralisierung im ersten Lebensjahr zu, ebenso wie die alkalische Phosphatase (40). Osteocalcin ist der überlegene Marker, da es auch saisonale Veränderungen von 25(OH)D und PTH im Säuglingsalter widerspiegelt (41). Für die Knochenresorption ist das N-Telopeptid im Urin ein praktischer Marker, da es im Urin gemessen werden kann und auch ein spezifischer Index für die Knochenresorption ist. Die Ausscheidung von N-Telopeptid in einer Punkturinprobe bei Säuglingen im ersten Lebensjahr kann zuverlässig zum Vergleich von Patientengruppen herangezogen werden (42).

2.5 Sicherheitsaspekte: Hohe Dosierungen erhöhen 25(OH)D ohne Nebenwirkungen. Es wurden keine Nebenwirkungen bei Vitamin D2- oder D3-Dosen von 1800 IE/Tag bei Säuglingen beobachtet (1). Im Falle einer Hypervitaminose D kann es zu Hyperkalziurie und/oder Hyperkalzämie kommen. Eine anhaltende Hyperkalzämie kann sich in Gedeihstörungen, Anorexie, Reizbarkeit, Nephrokalzinose und ihren Auswirkungen sowie der geringen Möglichkeit von Herzrhythmusstörungen äußern. In einer veröffentlichten Studie, in der Säuglinge etwa 1200 IE Vitamin D pro Tag erhielten (D2-Ergänzungsmittel und D3-Formel) (43), und in einem von Dr. Taback (Univ. Manitoba) und den Antragstellern (siehe CV-Modul, CDA-Stipendium), wo Säuglinge 2000 IE/Tag Vitamin D3 erhielten, wurde keine Hyperkalzämie oder Hyperkalziurie festgestellt. In der späteren Studie liegen noch keine PTH-Daten vor und diese Dosis an Vitamin D3 führt zu 25(OH)D deutlich über 75 bis 80 nmol/L (199 nmol/L, n=4). Diese Studie ist zwar zu klein, um die Standardabweichung zu berechnen, legt jedoch nahe, dass die erforderliche Vitamin-D3-Zufuhr wahrscheinlich unter 2000 IE/Tag liegt.

2.6 Theoretische Berechnung der Vitamin-D-Zufuhr zur Festlegung von Studiendosierungsgruppen Wie in 2.1 beschrieben, ist die RDA als EAR + 2 SD definiert und deckt den Bedarf von 97 % der Bevölkerung ab. Wenn der Zielwert für alle Säuglinge bei 75 nmol/L liegt, bedeutet dies, dass das 2,5. Perzentil bei dieser Konzentration liegen muss. Unter Verwendung von Daten aus der PI-Untersuchung von 83 Nabelschnurblutproben betrug der Mittelwert von 25(OH)D 35 mit einer Standardabweichung von 15 nmol/L (vollständiger Datensatz von Weiler et al. (6)). Somit liegt das untere 2,5-Perzentil bei 5 nmol/L. Um diesen Wert auf 75 nmol/L zu erhöhen, wäre ein Anstieg um 70 nmol/L erforderlich (97 % der Säuglinge über dem Zielwert). Leider liegen nur wenige Daten zur Dosis-Wirkungs-Dynamik von Säugetier-Cholecalciferol (D3) bei Säuglingen vor, und Studien zu pflanzlichem Ergocalciferol (D2) können aufgrund von Unterschieden in der Bioverfügbarkeit, die bis zu einer Größenordnung von einer Größenordnung betragen kann, irreführend sein Größe. Die vorläufigen Daten von Dr. Taback und Weiler, die bei einer kleinen Anzahl von Winnipeg-Säuglingen (n=4 in jeder Gruppe) tägliche Nahrungsergänzungsmittel von entweder 400 IE oder 2000 IE D3 verwendeten, sind die einzigen Daten, auf denen wir unsere Schätzungen stützen können. Obwohl es sich um eine zu kleine Stichprobe handelte, um die Messabweichung sicher abzuschätzen, beobachteten sie in den ersten drei Monaten der Supplementierung einen Anstieg der jeweiligen mittleren 25(OH)D-Konzentrationen um 44 und 115 nmol/L. Daher wird erwartet, dass die 400-IE-Dosis Vitamin D3 im Alter von drei Monaten eine mittlere Konzentration von 75 nmol/L erreicht. In dieser Studie werden 800 IE D3 verwendet, da dies derzeit für kanadische Säuglinge empfohlen wird. Da 2.000 I.E. D3 aufgrund der geringen Anzahl von Säuglingen, denen diese Dosis verabreicht wurde, und der kurzen Nachbeobachtungszeit als zu hoch empfunden wurde, entschieden wir uns für die Auswahl von 1.200 und 1.600 I.E. als mittlere, aber wahrscheinlich in Frage kommende RDA-Dosen.

3.0 ZIELE und HYPOTHESE HYPOTHESE: Eine tägliche orale Dosierung von 400 IE/Tag Vitamin D3 reicht nicht aus, um bei 97 % der kanadischen Säuglinge einen optimalen Vitamin-D-Status zu erreichen.

HAUPTZIEL: Festlegung der Dosierung von Vitamin D3, die erforderlich ist, um 25(OH)D-Konzentrationen ≥ 75 nmol/L im Alter von 3 Monaten bei ausschließlich gestillten Säuglingen zu erreichen.

SEKUNDÄRE ZIELE: Wenn mehrere Dosen unser primäres Ziel optimaler 25(OH)D-Konzentrationen erreichen, wird die beste Dosierung anhand folgender Faktoren ermittelt: (i) 25(OH)D-PTH-Dynamik (ii) Auftreten unerwünschter Ereignisse, wie z. B. Störungen Mineralstoffhomöostase (z.B. Hyperkalzämie, Hyperkalziurie usw.) und (iii) alternative Marker der Knochengesundheit (z. B. Knochenmasse, Osteocalcin und N-Telopeptid) TERTIÄRES ZIEL: Wir werden die quantitativen Beziehungen zwischen primären und sekundären Ergebnismaßen und den verschiedenen prospektiv erhobenen Prädiktorvariablen untersuchen, einschließlich Dosis, Vitamin D aus Muttermilch oder angereicherter Säuglingsnahrung, Geschlecht, Geburtssaison, ethnische Zugehörigkeit, Basis-Vitamin-D-Speicher und Bestimmung, ob die gewählte Dosierung 25(OH)D über das erste Lebensjahr hinweg aufrechterhält.

4.0 METHODIK: Dosis-Wirkungs-Studie 4.1 Population n=192 gestillte Säuglinge aus dem Großraum Montreal werden untersucht. Der Grund für die Untersuchung gestillter Säuglinge liegt darin, dass dies zusammen mit Vitamin-D-Ergänzungsmitteln die derzeit empfohlene optimale Ernährung für Säuglinge ist und dass 85 % der Frauen in Kanada ihr Kind zunächst stillen (44, 45). Der Beginn des Stillens ermöglicht die Bestätigung, dass die beste Dosis während des Stillens geeignet ist und ob diese Dosis auch später im Säuglingsalter mit der Einführung von Nahrungsmitteln und der Entwöhnung auf mit Vitamin D angereicherte Säuglingsnahrung optimal ist. Zunächst wird eine Pilotstudie mit 24 Säuglingen durchgeführt, um die Rekrutierungsstrategie, die Studienfragebögen und die Verfahren zu bewerten, die in der größeren Studie verwendet werden.

4.2 Studienprotokoll 4.2.1 Rekrutierung: Fortlaufende Rekrutierung über ein Jahr mit einjähriger Nachbeobachtung für alle, beginnend im September 2006 und fortlaufend bis August 2007. Angestrebt wird die gleiche Anzahl über alle Monate verteilt. Mindestens zwei große Kinderkliniken (Médicentre St-Lazare und Clinique de santé jeunesse) werden die primären Rekrutierungszentren sein, in denen jährlich über 1500 Neugeborene fortlaufend medizinisch versorgt werden. Diese Kliniken versorgen Familien mit einem breiten Spektrum an SES und Kulturen, die für Montreal und Kanada repräsentativ sind. Säuglinge werden beim ersten postnatalen Besuch im Alter von 2 Wochen rekrutiert. Ein solches Rekrutierungsalter ist geeignet, da das Stillen als etabliert gilt und die Wiederherstellung des Geburtsgewichts sowie ein guter Gesundheitszustand bestätigt werden. Der Kliniker informiert Frauen und Familien, die die Einschlusskriterien erfüllen, und nur diejenigen, die an einer Teilnahme an der Studie interessiert sind, werden ihre Namen, Kontaktadresse und Telefonnummer an den Studienkoordinator weitergeleitet. Alle Studienbesuche finden in der Mary Emily Clinical Nutrition Research Unit der School of Dietetics and Human Nutrition statt.

4.2.2 Studienbehandlungsgruppen: Nach Erhalt der schriftlichen Einwilligung wird der Säugling randomisiert einer nach Geschlecht stratifizierten Studiengruppe zugeteilt (siehe Seite 12) i für den Randomisierungsprozess). Bei der Rekrutierung (im Alter von 2–4 Wochen) werden vor Beginn der Behandlung Basismessungen durchgeführt. Anschließend werden die Säuglinge randomisiert und erhalten bis zum Alter von 1 Jahr täglich 400, 800, 1200 oder 1600 IE Vitamin D3. Eine Placebo-Gruppe ist nicht enthalten, da der Standard in Kanada bei 400 IE/Tag liegt und bereits ein Präzedenzfall dafür geschaffen wurde, dass Placebos als unethisch gelten (37). Die Ergänzung wird für die Ermittler und alle Mitarbeiter doppelt verblindet, indem die Ergänzungen von Euro-Pharm kodiert werden, die sich bereit erklärt haben, die Ergänzung in Form von Sachleistungen bereitzustellen. Dieses Nahrungsergänzungsmittel ist mindestens 3 Monate lang stabil (das längste Messintervall) und jede Dosis wird in 2-ml-Volumina verabreicht.

4.2.3 Häufigkeit und Dauer der Nachuntersuchung: Zu Beginn und bei allen Nachuntersuchungen (3, 6, 9 und 12 Lebensmonate) werden anthropometrische Messungen sowie Blut- und Urinanalysen auf (25(OH)D, PTH, Kalzium, Phosphor, Kreatinin) durchgeführt ) sowie Knochenmarker und Knochenmassemessungen. Einen Monat nach Beginn der Studie wird eine zusätzliche Blutprobe entnommen, um den Blutkalziumspiegel zu überwachen. Bei diesen Besuchen werden Flaschen des Nahrungsergänzungsmittels auf Konformität überprüft. Andere Quellen der Vitamin-D-Zufuhr werden anhand der Ernährungsgeschichte sowie der Bestimmung des Vitamin-D-Gehalts in der Muttermilch überprüft. Beim ersten Besuch werden Basisinformationen der Mutter bezüglich der Demografie erhoben und die Vitamin-D-Aufnahme über die Nahrung wird bei jedem Besuch beurteilt.

4.3 Einzelheiten der Messungen KINDER: ERNÄHRUNGS- UND HORMONSTATUS UND KNOCHENSTOFFWECHSEL 4.3.1 Probenbeschaffung: Bei Säuglingen werden bei allen Besuchen Blut- und Urinproben entnommen. Alle Proben werden zwischen 8 und 10 Uhr morgens entnommen, um tageszeitliche Schwankungen zu kontrollieren, sodass täglich 3 bis 4 Säuglinge in unserer Abteilung gesehen werden können. Heparinisiertes Blut (ca. 1 ml bei Säuglingen per Fingerstich – 400 µl aus Sicherheitsgründen, 600 µl für andere Messungen) und nicht-pharmakologische Ansätze zur Schmerzkontrolle, einschließlich Pucken und 1 ml 33 %iger Saccharoselösung, die 2 Minuten vorher sublingual verabreicht wird Sammlung (46).

4.3.2 25(OH)D- und PTH-Konzentrationen: Der Vitamin-D-Status wird mithilfe eines RIA (25-50; Diasorin) gemessen, der bekanntermaßen sowohl D2 als auch D3 im Plasma misst (47). Diese Methode (RIA) wird heute als die am weitesten verbreitete klinische Methode gegenüber HPLC und kompetitiven Proteinbindungstests ausgewählt. Das intakte Serum-PTH wird mit einem ELISA (50 ul; Immutopics International) gemessen.

4.3.3 Knochenmarker: Die Veränderung des Knochenstoffwechsels als Reaktion auf 25(OH)D wird anhand eines Markers der Osteoblastenaktivität im Zusammenhang mit der Mineralisierung, Plasma-Osteocalcin (20 ul; Diasorin), beurteilt. Die Osteoklastenaktivität wird durch Messung des auf Kreatinin korrigierten N-Telopeptids im Urin (ELISA, Osteomark) beurteilt. Der Test ist spezifisch für Typ-1-Kollagen mit einem CV% <8 %. N-Telopeptid-Messungen: Urin wird anstelle von Blut ausgewählt, um die kleine Blutprobe für andere Messungen aufzubewahren. Urin-N-Telopeptid in Punkturinproben ist eine validierte Messung im Säuglingsalter (42). Der PI wird bei all diesen Messungen erfahren (6, 48).

4.3.4 Anthropometrie: Bei Säuglingen werden die Geburtsgröße (Gewicht, Länge, Kopfumfang) und das Gestationsalter anhand des Impfpasses dokumentiert. Das Wachstum wird bei jedem Besuch anhand dreifacher Messungen des Gewichts (auf das nächste Gramm ohne Kleidung/Windel), der Scheitel-Fersen-Länge (auf 0,1 cm genau bei Verwendung eines Bretts in Säuglingslänge) und des Kopfumfangs (auf 0,1 cm genau bei Verwendung eines Nicht-Bretts) beurteilt -dehnbares Klebeband). Die Daten werden in absoluten Einheiten und Standardabweichungswerten ausgedrückt, wobei die Daten der Centers for Disease Control für jedes Alter verwendet werden. Die Qualität des nach dem reifen Alter erreichten Wachstums wird als Mager- und Fettmasse verfügbar sein, die während der Messung der Knochenmasse mit DXA bereitgestellt und als genau und reproduzierbar gemeldet wird (49).

4.3.5 Ernährung: Die Milchaufnahme im Säuglingsalter wird durch Wiegen des Säuglings vor und nach dem Stillen beurteilt (d. h. Testwägung und Grundlage der erforderlichen Waagen). Zu diesem Zweck werden den Eltern elektronische Waagen zur Verfügung gestellt, die für das Testwiegen über einen Zeitraum von drei Tagen ausgelegt sind, und die dann per Kurier an den Forschungsstandort zurückgeschickt werden. Darüber hinaus wird der Vitamin-D-Gehalt in der Muttermilch (alle Formen) gemessen (mittels HPLC (51, 52)) in Proben, die zu Beginn und beim dreimonatigen Besuch mit einer elektronischen Milchpumpe entnommen wurden. Mütter werden gebeten, das Kind an einer Brust zu stillen und an der anderen abzupumpen. Die Gesamtaufnahme von Vitamin D wird dann aus der Milchaufnahme und der Vitamin-D-Konzentration in der Milch abgeleitet. Somit ist eine vollständige Aufnahme von Vitamin D möglich, unabhängig davon, ob das Kind gestillt oder mit Säuglingsnahrung gefüttert wird.

In jedem Alter wird die Nahrungs- und Nahrungsergänzungsmittelaufnahme bei Säuglingen anhand schriftlicher 3-Tage-Aufzeichnungen dokumentiert, die das Testwiegen und die Dokumentation anderer Milchprodukte und aller verzehrten Lebensmittel ermöglichen, wie sie zuvor vom PI erfolgreich verwendet wurden (53). Die geschätzten Portionsgrößen werden mit haushaltsüblichen Messgeräten ermittelt. Mütter werden nach dem Zeitpunkt der Einführung fester Nahrungsmittel oder Flüssigkeiten außer Muttermilch oder Vitamin-D-Ergänzungsmitteln gefragt. Wenn Säuglinge auf Säuglingsnahrung oder Kuhmilch umsteigen, wird die Produktmarke dokumentiert. Es wird erwartet, dass viele Säuglinge im Alter von 3 bis 4 Monaten vom Stillen auf Säuglingsnahrung umsteigen werden. Die Dosierung wird jedoch nicht angepasst. Die Aufnahme von Vitamin D aus Säuglingsnahrung, Kuhmilch usw. wird dokumentiert und zur Berechnung der gesamten täglichen Aufnahme über dem Nahrungsergänzungsmittel verwendet. Dieses zusätzliche Vitamin D wird in der statistischen Analyse berücksichtigt und dürfte eine systematische Variation der Gesamtaufnahme darstellen.

4.3.6 Knochenmasse: Die Messung der Knochenfläche, des BMC und des BMD des gesamten Körpers, der Lendenwirbel (L2-4) und des Femurs wird bei allen Besuchen mit DXA (QDR 4500A Discovery-Serie, Hologic Inc.) im Mary Emily Clinical Nutrition Research durchgeführt Einheit. DXA wurde für die Messung des gesamten Körper- und regionalen BMC bei Säuglingen validiert (49, 54, 55) und liefert im Vergleich zu Standard-Röntgenaufnahmen für Kinder (~60 uSv) eine minimale Strahlung (6 uSv). Da die Positionierung bei Säuglingen schwer zu standardisieren ist, wird für den gesamten Körper und den Femur nur BMC verwendet. Für die Lendenwirbelsäule ist eine standardisierte Positionierung möglich, die die Beurteilung von Knochenfläche, BMC und BMD ermöglicht. Kleinkinder werden nicht sediert, sondern im Schlaf gescannt und in eine Decke und standardisierte Kleidung ohne Metallreißverschlüsse, Klammern usw. gewickelt. Die Daten werden als absolute Werte für Knochenfläche, BMC und BMD sowie als Änderungsrate für BMC ausgedrückt. Die Messung der gesamten Knochenmasse des Körpers ist ideal und wird von ISCD (56) empfohlen. Um vollständige Knochendaten zu erhalten, ist die nächstbeste Messung die Lendenwirbelsäule, Wirbel 1–4 (56). Diese Messung ist bei Säuglingen bis zu einem Jahr problemlos möglich und erfordert nur 30 bis 60 Sekunden, verglichen mit einer Ganzkörpermessung von 3 Minuten. Darüber hinaus kann der Femur in 30 bis 60 Sekunden gescannt werden und bietet eine neuartige Beurteilung eines Röhrenknochens. Der BMC des gesamten Körpers wird anhand des Körpergewichts, der Länge und der Muskelmasse korrigiert und auch als Veränderung über den Studienzeitraum ausgedrückt. Die ISCD befürwortet eine Gewichts- oder Längenkorrektur und nicht neuartigere Methoden wie die Nutzung der Knochenfläche und -größe (59), da derzeit keine normativen Daten für Säuglinge verfügbar sind. Unterschiede in der Ansammlung von Knochenmineralien im gesamten Körper zwischen Beginn, 3 und 6 Monaten und zwischen 6 und 12 Monaten sind größer als der von DXA auf <4,5 % geschätzte Messfehler (25, 49). Die Werte für die Knochenfläche der Wirbelsäule, BMC und BMD sowie die BMC des Femurs werden zwischen den Gruppen verglichen.

MÜTTERLICHE MERKMALE 4.3.7 Allgemeine Demografie und Anthropometrie umfassen: Alter der Mutter, Gewichtszunahme in der Schwangerschaft, Größe, Einkommensspanne der Familie und Anzahl der unterhaltsberechtigten Mitglieder, Beschäftigung, höchstes erreichtes Bildungsniveau, frühere Schwangerschaften, Lebendgeburten. Um eine genaue Messung der Körpergröße zu erhalten, werden die Mütter beim Erstbesuch gemessen. Um die Population genau zu beschreiben, wird auch das Gewicht gemessen. Die selbstberichtete Gewichtszunahme in der Schwangerschaft wird dokumentiert. Mütter werden gebeten, ihre ethnische Zugehörigkeit selbst zu identifizieren. Diese Daten werden zur einfachen Charakterisierung der Studienpopulation verwendet.

4.3.8 Nährstoffaufnahme: Die Nahrungs- und Nahrungsergänzungsmittelaufnahme der Mütter während des letzten Schwangerschaftstrimesters wird anhand eines validierten Fragebogens zur Häufigkeit von Nahrungsmitteln, dem modifizierten Willett/Harvard (60), bewertet. Dieser Fragebogen wurde geändert, um die Aufnahme während der letzten drei Monate der Schwangerschaft zu erfassen. Diese Daten werden verwendet, um die Vitamin-D-Exposition des Fötus in der Gebärmutter zu beschreiben, wenn der Knochen mineralisiert. Bei jedem Besuch und während der Stillzeit der Mutter wird die Vitamin-D-Aufnahme anhand einer 24-Stunden-Erinnerung beurteilt. Der Wert für die mütterliche Vitamin-D-Aufnahme wird verwendet, um unsere Bevölkerung als notwendig zu beschreiben und festzustellen, ob die Ergebnisse auf die kanadische Bevölkerung übertragen werden können.

4.4 Rekrutierung und statistische Analyse 4.4.1 Rekrutierung: Säuglinge werden gleichmäßig den 4 Dosierungsgruppen zugeordnet, basierend auf einer Randomisierung in 8er-Blöcken, um eine Stratifizierung nach Geschlecht zu ermöglichen, da das Wachstum bei männlichen und weiblichen Säuglingen im ersten Lebensjahr unterschiedlich ist. Eine gleichmäßige Verteilung auf die vier Jahreszeiten (Standardkalendertermine) wird angestrebt, indem jeden Monat ein Zwölftel der Stichprobe rekrutiert wird. Die Tatsache, dass einige Säuglinge möglicherweise bereits mit der Einnahme von Vitamin-D-Ergänzungsmitteln begonnen haben, wird als systematischer Fehler angesehen.

4.4.2 Stichprobe und Stichprobengröße: Die Stichprobengröße beträgt 48, um ausgewogene Gruppen über Jahreszeiten und Geschlechter hinweg zu ermöglichen. Diese Stichprobengröße ermöglicht eine Analyse der Daten nach Fütterungsart: Säuglinge, die ausschließlich gestillt werden, oder Säuglinge, die bei Bedarf auf Säuglingsnahrung entwöhnt werden, um Ziel 3 zu erreichen.

4.4.3 Datenanalyse: Das Intention-to-Treat-Prinzip wird angewendet, einschließlich aller randomisierten Säuglinge für jedes Ergebnis. Zu Vergleichszwecken werden die Ergebnisse auch im Hinblick auf die tatsächlich erhaltene Dosis ausgewertet. Sollten trotz Randomisierung Ausgangsungleichgewichte zwischen den Gruppen auftreten, werden diese als Kovariaten behandelt und angepasst. Um die Anteile zwischen den Behandlungsgruppen zu vergleichen, werden die Stichprobenanteile durch einen Chi-Quadrat-Proportionstest bewertet und für mehrere Vergleiche angepasst, um eine familienbezogene Fehlerrate von 0,05 sicherzustellen. Die Ergebnisse werden zu jedem Zeitpunkt mit einem Chi-Quadrat-Test auf Trendtrends in den Proportionen bewertet, um ihre zeitliche Entwicklung zu vergleichen. Die mittleren 25(OH)D-Konzentrationen, die Knochenmasse und die biochemischen Indizes des Knochenumbaus werden in jeder Dosisgruppe unter einem ANOVA-Modell mit festen Effekten verglichen, wobei signifikante Gruppenunterschiede durch geeignete Post-hoc-Tests (z. B. Tukey-Methode), wiederum mit Anpassung für mehrere Vergleiche, um eine familienbezogene Fehlerrate von 0,05 sicherzustellen. Der Zeitverlauf wird unter einem ANOVA-Modell mit gemischten Effekten ausgewertet (mit Hinzufügung der Zeit als zufälliger Effekt). Die Dynamik der 25(OH)D-PTH-Beziehung wird visuell in linearisierten Log-Log-Diagrammen beurteilt, deren Steigung ein Maß für die PTH-Empfindlichkeit gegenüber 25(OH)D ist. Die am besten geeignete Linie wird durch die Methode der kleinsten Quadrate bestimmt und die Steigungen werden mit Standardmethoden basierend auf der Verteilung der Regressionskoeffizienten als T-Statistik verglichen. Unter Berücksichtigung der folgenden unabhängigen Prädiktorvariablen – Dosis, Vitamin-D-Quelle, Alter, Geschlecht, Geburtsjahr, ethnische Zugehörigkeit und Vitamin-D-Grundvorräte – wird ihre Auswirkung auf die Wahrscheinlichkeit, unser therapeutisches Ziel zu erreichen, durch multiple logistische Regression bewertet gewöhnliche multivariate lineare Regression, um ihren Einfluss auf die Serumkonzentration von 25(OH)D, Knochenmasse, Osteocalcin und N-Telopeptid zu untersuchen.