Vitamin D und Gesundheitszustand britisch-afrikanisch-karibischer Frauen

Einführung

Vitamin-D-Mangel bleibt ein globales Problem der öffentlichen Gesundheit (Wilson 2017). Es gibt starke epidemiologische Hinweise darauf, dass ein niedriger Vitamin-D-Status mit Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Osteoporose, Arthrose und einigen Krebsarten in Verbindung steht (NatCen 2018). Die Erkrankung hat erhebliche finanzielle Auswirkungen auf die Wirtschaft und ist daher von Bedeutung für die öffentliche Gesundheit (Sturges 2018).

Die britisch-afrikanisch-karibische Bevölkerung im Vereinigten Königreich (UK) nimmt stetig zu (Volkszählung 2011 im Vereinigten Königreich). Dennoch mangelt es an Untersuchungen zum Vitamin-D-Status dieser Bevölkerungsgruppe. Bei dieser Bevölkerungsgruppe besteht ein besonderes Risiko für einen Vitamin-D-Mangel, da sie einen Hauttyp haben, der die Produktion von Vitamin D in der Haut behindert (Libon 2013). Darüber hinaus ist aufgrund der geografischen Lage des Vereinigten Königreichs die Fähigkeit zur Produktion von Vitamin D aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung noch stärker eingeschränkt (Libon 2013).

Unsere Hauptquelle für Vitamin D ist die Sonneneinstrahlung der Haut. In Großbritannien ist die UV-Strahlung nur zwischen April und September stark genug, um die Produktion von Vitamin D zu ermöglichen (Wilson 2017). In den Wintermonaten muss Vitamin D über die Nahrung oder Nahrungsergänzungsmittel aufgenommen werden. Unsere Studie wird den Vitamin-D-Status von britisch-afrikanisch-karibischen Frauen untersuchen, die im Spätherbst und Winter 2019/2020 im Vereinigten Königreich leben, und diese Ergebnisse mit einer zweiten Stichprobe im Frühjahr 2020 vergleichen. Darüber hinaus werden die Forscher ermitteln, welche Faktoren wie Nahrungsaufnahme, Sonneneinstrahlung und Muskelkraft zum Vitamin-D-Status beitragen. Für jeden Teilnehmer sind zwei Besuche an der Universität erforderlich, wobei die erste Sitzung etwa 2 Stunden dauern wird, während die zweite Sitzung kürzer sein wird, da nicht alle Maßnahmen wiederholt werden. Die Studie wird von der University of Surrey finanziert.

Die Ergebnisse dieser Studie können zu Strategien zur Verbesserung des Vitamin-D-Status in dieser Bevölkerung sowie zu verbesserten Richtlinien führen, um Menschen mit dunklerer Haut hinsichtlich der Sonneneinstrahlung in hohen Breiten zu unterstützen.

Ziele

Hauptziele:

1. Beurteilen Sie den Vitamin-D-Status bei britisch-afrikanisch-karibischen Frauen im Alter von 18 bis 35 und > 55 Jahren
2. Vergleich des Vitamin-D-Status der Teilnehmer im Spätherbst und Winter 2019/2020 mit den Werten im Frühjahr 2020

3. Bestimmen Sie die Auswirkungen von Sonneneinstrahlung, Vitamin-D-Aufnahme über die Nahrung, Muskelkraft, Lebensstil und anthropometrischen Faktoren auf den Vitamin-D-Status

   Sekundäre Ziele:

4. Beurteilen Sie den Vitamin-D-Verbrauch über die Nahrung
5. Messen Sie die Knochenmineraldichte, die Knochenmineralzusammensetzung und die Körperzusammensetzung
6. Bewerten Sie den Grad der körperlichen Aktivität
7. Messen Sie den Grad der UVB-Sonneneinstrahlung
8. Messen Sie Muskelkraft und Ausdauer
9. Bewerten Sie qualitativ die Einstellungen und Verhaltensweisen im Zusammenhang mit Sonneneinstrahlung
10. Vergleichen Sie die Daten mit zuvor gesammelten Daten zur kaukasischen und südasiatischen Bevölkerung

Hypothese:

Es wird vermutet, dass britische afrikanisch-karibische Frauen einen schlechteren Vitamin-D-Status haben als ihre kaukasischen Kollegen. Es wird davon ausgegangen, dass Personen mit höherer Sonneneinstrahlung und Vitamin-D-Nahrungsaufnahme einen höheren Vitamin-D-Spiegel sowie eine stärkere Knochenmineraldichte und Muskelkraft aufweisen.

Kriterien für die Teilnehmerauswahl:

Aufnahme

• Frauen

• Britisch-afrikanisch-karibisch

  • Selbst berichtet
  • Sie sind afrikanischer Abstammung und über die Karibikinseln eingewandert oder haben mindestens einen Elternteil afrikanischer Abstammung, der über die Karibik eingewandert ist
• Lebe seit >2 Monaten in England
• Im Alter von 18–35 oder >55 Jahren
• Keine nennenswerten gesundheitlichen Probleme
• Prämenopausal (regelmäßige Menstruation) oder postmenopausal (Menstruationsperiode, die länger als 12 aufeinanderfolgende Monate ausbleibt)
• BMI 18–30 kg/m2

Ausschluss

• Frauen in der Perimenopause oder Menopause
• Sie sind schwanger oder planen während des Studienzeitraums eine Schwangerschaft
• Hyperkalzämie (>2,5 mmol/l) – zu Studienbeginn beurteilt und ausgeschlossen
• Befindet sich derzeit in Behandlung wegen Erkrankungen, die wahrscheinlich den Vitamin-D-Stoffwechsel beeinträchtigen (Osteoporose, Hormonersatztherapie, Behandlung mit Antiöstrogenen, Antiepileptika und Behandlung von Brustkrebs).
• Regelmäßige Nutzung von Sonnenliegen
• Einen Monat vor Studienbeginn einen Sonnenurlaub machen oder einen Sonnenurlaub für mehr als 4 Wochen innerhalb des Studienzeitraums planen
• Frauen, die Vitamin-D- oder Kalziumpräparate (oder Multivitaminpräparate, die diese Vitamine enthalten) einnehmen – Wenn der potenzielle Teilnehmer zustimmt, die Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln einzustellen, um an der Studie teilzunehmen, ist eine Auswaschphase von 8 Wochen vor Beginn der Studie akzeptabel
• Lebe seit weniger als 2 Monaten in England

Rückzug

Alle Teilnehmer werden während des Einwilligungsprozesses darüber informiert, dass es ihnen jederzeit und ohne Angabe von Gründen freisteht, aus der Studie auszusteigen.

Anzahl der zu rekrutierenden Teilnehmer

Ziel der Forscher ist es, n = 100 Teilnehmer für die Aufnahme in die Studie im Spätherbst und Winter 2019/2020 zu rekrutieren, wobei dieselben Teilnehmer im Frühjahr 2020 zur Wiederholungsstudie kommen.

Diese Zahl basiert auf dem Minimum, das erforderlich ist, um zuverlässige und verallgemeinerbare Ergebnisse zu liefern und die finanziellen und zeitlichen Beschränkungen der Studie einzuhalten.

Zusammenfassung des Versuchsaufbaus und der verwendeten Methoden

Hierbei handelt es sich um eine Beobachtungsstudie, die zwei Besuche in der Clinical Investigation Unit (CIU) der University of Surrey, Guildford, erfordert. Ein Besuch findet im Spätherbst und Winter 2019/2020 statt, der andere im Frühjahr 2020.

Die Teilnehmer werden über den National Health Service (NHS), lokale Gruppen, Gemeindegruppen, Universitätsclubs und -vereine, Flyer und soziale Medien rekrutiert. Studieninteressierte nehmen mit den Forschern Kontakt auf und erhalten dann ein Teilnehmerinformationsblatt und einen Screening-Fragebogen, um festzustellen, ob sie die Einschlusskriterien erfüllen.

Rekrutierte Teilnehmer kommen nüchtern zur CIU. Nach Unterzeichnung einer Einverständniserklärung werden folgende Messungen durchgeführt:

1. Anthropometrische Messungen Die folgenden anthropometrischen Messungen werden von jedem Teilnehmer durchgeführt: Gewicht, Größe, Verhältnis von Taille zu Hüfte, Taillenumfang, Verhältnis von Taille zu Größe und Körperzusammensetzung.

   Gewicht und Körperzusammensetzung werden auf 0,1 kg genau gemessen. Dies wird mit einem Tanita Body Composition Analyzer MC-180MA erreicht. Die Stehhöhe wird mit einem Wandstadiometer auf 0,1 cm genau gemessen. Der Taillen- und Hüftumfang wird mit einem nicht dehnbaren Standardmaßband an der schmalsten Stelle des Rumpfes zur Taillenmessung gemessen (falls diese nicht geschätzt werden kann, wird die Höhe des Bauchnabels als Referenzpunkt verwendet) und die Die breiteste Stelle der Hüfte wird für die Hüftmessung herangezogen, auf 0,1 cm genau.

   Das Verhältnis von Taille zu Hüfte wird berechnet, indem der Taillenumfang durch den Hüftumfang (Taille ÷ Hüfte) geteilt wird. Das Verhältnis von Taille zu Körpergröße wird berechnet, indem der Taillenumfang durch den Körpergröße (Taille ÷ Höhe) geteilt wird.

2. Blutprobe Eine 8-stündige nüchterne Blutprobe wird von einem ausgebildeten Phlebotomiker entnommen.

   Folgende Sammelröhrchen werden verwendet:

   • 15-ml-Röhrchen BD Vacutainer® SSTTM (roter Deckel): Serum 25OHD, Kalzium und Albumin, P1NP, CTX, Lipidprofil, Mikronährstoffstatus
   • 6 ml BD Vacutainer® EDTA (lila) Röhrchen: PTH-Plasma, Blutzuckerspiegel
   • 3 ml EDTA: Blut-DNA

   Bei jeder der beiden Sitzungen erfolgt einmal eine Blutentnahme. Während jeder Sitzung werden etwa 25 ml Blut entnommen, wobei während der gesamten Studie insgesamt 50 ml Blut entnommen werden.

   Albumin, Lipidprofil, Mikronährstoffstatus und Blutzuckerspiegel werden an der University of Surrey analysiert. Knochenmarker; P1NP und CTX werden im Metabolic Bone Centre des Northern General Hospital in Sheffield analysiert. Serum 25OHD, PTH-Plasma und Kalzium werden beim Imperial College Healthcare NHS Trust analysiert.

   Sowohl die Serum- als auch die Plasmablutproben werden bei -80 °C an der University of Surrey gelagert.

   Im Anschluss an die Blutentnahme werden die Teilnehmer mit Erfrischungen versorgt.

3. Peripherer Computertomographie-Scan (pQCT) Es wird ein pQCT-Scan durchgeführt, um die Knochenmineralzusammensetzung zu messen. Es wird ein Scan des nicht dominanten Unterarms durchgeführt. Wenn sich der Teilnehmer während des Scans bewegt, muss dieser wiederholt werden. Der Scan ist schmerzlos und erfordert eine sehr geringe effektive Gesamtstrahlendosis von etwa 0,5 µSv.

4. Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie-Scan (DEXA) Vor dem DEXA-Scan füllen die Teilnehmer einen Fragebogen vor dem Scan aus, in dem sie auch erklären, dass sie nicht schwanger sind. Den Teilnehmern wird die Möglichkeit gegeben, vor den pQCT- und DEXA-Scans einen Schwangerschaftstest durchzuführen.

   Es werden zwei DEXA-Scans durchgeführt. Ein Scan zur Beurteilung der Knochenmineraldichte und der Körperzusammensetzung des gesamten Körpers und der andere zur spezifischen Beurteilung des Frakturrisikos durch Scannen des Oberschenkelknochens, der Hüfte und des Oberschenkelkopfes. Die effektive Expositionsdosis für diese Scans beträgt etwa 9 uSv bzw. 8 uSv. Die Gesamtdosis des Forschungsprotokolls beträgt etwa 18 uSv, dies entspricht etwa 3 Tagen natürlicher Hintergrundstrahlung.

5. Sitz-Steh-Test Der 30-sekündige Sitz-Steh-Test dient zur Messung der Beinkraft und -ausdauer. Um ein Verrutschen zu verhindern, wird ein Stuhl ohne Armlehnen an die Wand gestellt. Der Teilnehmer sitzt mit geradem Rücken auf dem Stuhl, die Füße schulterbreit auseinander auf dem Boden, die Arme an den Handgelenken verschränkt und an die Brust gedrückt. Wenn der Teilnehmer seine Arme zum Aufstehen benutzt, wird er mit 0 Punkten bewertet. Der Teilnehmer muss innerhalb von 30 Sekunden so viele vollständige Standaufstellungen wie möglich absolvieren.
6. Griffkrafttest Der Zweck dieses Tests besteht darin, die maximale isometrische Kraft der Hand- und Unterarmmuskulatur zu messen. Der Teilnehmer stellt seinen Arm im rechten Winkel mit dem Ellbogen an die Seite des Körpers und hält mit seiner nicht dominanten Hand das Handgriff-Dynamometer (5401 Handgriff-Dynamometer, Takei Scientific Instruments Co. Ltd, Niigata, Japan). Der Teilnehmer drückt den Dynamometer 5 Sekunden lang mit maximaler Anstrengung. Es werden durchschnittlich drei Tests mit einer Genauigkeit von 0,1 kg durchgeführt.
7. Kurzform des internationalen Fragebogens zur körperlichen Aktivität (IPAQ) Ein Fragebogen zur körperlichen Aktivität wird durchgeführt, um Daten zur körperlichen Aktivität im Alltag zu erhalten.
8. Fragebogen zur Sonnenexposition Der Fragebogen zur Sonnenexposition misst, wie oft sich die Teilnehmer in verschiedenen Jahreszeiten in der Sonne aufhalten, welche Körperteile exponiert waren und ob sie kürzlich in den Sommerferien waren.
9. Lebensstilfragebogen Der Lebensstilfragebogen misst eine Reihe von Faktoren, darunter Hauttyp, Krankengeschichte, Bildung, Verhalten und Einstellungen gegenüber Sonneneinstrahlung sowie Wissen und Konsum von Vitamin D.
10. Anleitung zum Führen eines 4-Tage-Ernährungstagebuchs. Es werden 4-Tage-Ernährungstagebücher geführt, um die Nahrungsaufnahme, insbesondere die Aufnahme von Vitamin D, zu messen. Diese werden zu Hause vier Tage lang verwendet, wobei einer dieser Tage ein Wochenende ist Tag. Die Teilnehmer werden gebeten, die Zeit, das, was sie essen, die Art der Zubereitung und die verzehrte Menge aufzuzeichnen. Sie werden angewiesen, diese mit den bereitgestellten kostenlosen Umschlägen an die Ermittler zurückzusenden. Die Forscher können die Teilnehmer anrufen oder ihnen eine E-Mail senden, wenn weitere Informationen zu ihrer Ernährung erforderlich sind. Die Daten werden mit der Ernährungsanalysesoftware Nutritics® analysiert.
11. Anweisungen zum Tragen eines Dosimeters zur Messung der UVB-Exposition. Die Teilnehmer werden gebeten, zur Messung der UVB-Exposition ein Dosimeter-Abzeichen aus Polysulfonfolie zu tragen. Die Dosimeter werden mit einer Nadel an der Oberbekleidung befestigt und im oberen Brust-/Schulterbereich getragen. Einzelpersonen werden gebeten, das Abzeichen vier Tage lang von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang zu tragen, wobei einer davon ein Wochenendtag sein wird. Sie werden angewiesen, das Dosimeter bis zur Rückgabe im mitgelieferten Umschlag (aus dickem und dunklem Material, um eine weitere UVB-Exposition während der Lagerung zu verhindern) aufzubewahren.

Die Daten werden an der University of Surrey vor und nach der Verwendung des Dosimeters gelesen. Ein Cecil Aquarius CE7200 Doppelstrahl-Spektrophotometer (CV <1 %) wird bei 330 nm verwendet, um eine Änderung der Absorptionsfähigkeit zu erkennen.

Die Ergebnisse der einzelnen Badge-Dosen werden in Standard-Erythem-Dosiseinheiten (SED) (1 SED = 100 J/m2) angegeben. Zur Umrechnung in SED wird die folgende Formel verwendet:

SED = 10,7 [∆a330] + 14,3 [∆a330]2 – 26,4 [∆a330]3 + 89,1 [∆a330]4 [∆a330] = Änderung der Absorption bei 330 nm des Dosimeters von vor und nach der UVB-Exposition

Die Teilnehmer werden dann im Frühjahr 2020 wieder an die CIU eingeladen. Bei der zweiten Sitzung werden nur die folgenden Maßnahmen wiederholt: Anthropometrische Messungen, Blutentnahme, Sitz-Steh-Test, Griffkrafttest, 4-Tage-Ernährungstagebuch und Messung der UVB-Exposition durch Tragen eines Dosimeters. Der DEXA-Scan, der pQCT-Scan und die Fragebögen werden nur in der Basissitzung durchgeführt. Anschließend werden die Ergebnisse beider Besuche analysiert.

Statistische Analyse Die statistische Analyse wird mit Unterstützung der Statistikabteilung der University of Surrey durchgeführt. Alle statistischen Analysen werden mit der Statistiksoftware SPSS (Version 25; SPSS Inc., Chicago, IL) durchgeführt. Die Daten werden mithilfe geeigneter Tests auf Normalität überprüft. Es werden geeignete parametrische/nichtparametrische Analysen angewendet.

Datenverarbeitung

Die Daten werden vom Hauptermittler verwaltet, der als Verwalter fungiert. Die folgenden Richtlinien werden befolgt:

• Alle Daten bleiben vertraulich
• Alle Teilnehmer erhalten eine eindeutige Studiennummer. Auf ihre persönlichen Daten wird niemals Bezug genommen
• Die Daten werden mit einer eindeutigen Studiennummer kodiert
• Alle anonymisierten Daten werden an einem sicheren Ort auf den Servern der Universität und auf passwortgeschützten Computern gespeichert
• Projektdaten werden gemäß den Richtlinien der Universität und dem {UK} Data Protection Act (2018) mindestens 6 Jahre lang und alle Forschungsdaten mindestens 10 Jahre lang aufbewahrt.
• Wenn ein Proband die Einschlusskriterien nicht erfüllt, werden alle Fragebögen und gesammelten Daten vernichtet.

Studienauswertung

Vorteile für die Teilnehmer: Alle Teilnehmer der Studie erhalten eine Zusammenfassung ihrer Ergebnisse, einschließlich ihres Vitamin-D-Status und ihrer Knochendichte. DEXA-Scans gelten als Goldstandardmethode zur Messung der Körperzusammensetzung und sind daher für die Teilnehmer wertvoll. Die Teilnehmer erhalten außerdem wichtige Informationen über ihren Vitamin-D-Status, die sie ohne den Besuch eines Hausarztes für eine Blutuntersuchung nicht erhalten könnten. Diese Ergebnisse werden nicht nur für die Teilnehmer von Interesse sein, sondern die Forscher werden auch sicherstellen, dass die Teilnehmer verstehen, dass sie zur Vitamin-D-Forschung in ihrer Bevölkerungsgruppe beitragen, und dass ihre Ergebnisse dazu beitragen können, Richtlinien zu ändern und künftigen Bevölkerungsgruppen zugute zu kommen Wirksame öffentliche Gesundheitskampagnen durchführen. Den Teilnehmern wird kein Honorar gezahlt, jedoch werden sämtliche Reisekosten erstattet.

Risiko für die Teilnehmer: Für die Teilnehmer sind zwei Besuche an der University of Surrey erforderlich, was zu geringfügigen Unannehmlichkeiten führen kann; die Reisekosten werden den Teilnehmern jedoch erstattet.

Die Venenpunktion kann leichte Beschwerden verursachen, die Probe wird jedoch von einem erfahrenen Phlebotomiker entnommen, um etwaige Nebenwirkungen so gering wie möglich zu halten. Die Messungen der peripheren Computertomographie (pQCT) (zur Beurteilung der Knochenmineraldichte) des Unterarms sind schmerzlos und erfordern eine sehr geringe Gesamtstrahlendosis. Wenn sich der Teilnehmer während des Scans bewegt, muss dieser wiederholt werden. Die empfangenen Dosen sind mit etwa 0,5 uSv sehr gering. Daher sind die Risiken/Nebenwirkungen der pQCT-Strahlung minimal. Es werden insgesamt zwei Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie-Scans (DEXA) durchgeführt, einer zur Beurteilung der Knochenmineraldichte und der Körperzusammensetzung des gesamten Körpers und der andere zur Beurteilung des Frakturrisikos durch Scannen der Hüfte und des Femurkopfes. Die effektive Expositionsdosis für diese Scans beträgt etwa 9 uSv bzw. 8 uSv. Die Gesamtdosis des Forschungsprotokolls beträgt etwa 18 uSv. Dies entspricht etwa 3 Tagen natürlicher Hintergrundstrahlung. Basierend auf dieser Dosis entspricht dies einem gesamten lebenslangen Krebsrisiko von etwa 1 zu 700.000 für Teilnehmer im Alter von 18 bis 35 Jahren (basierend auf einem Durchschnitt von 7,5 % pro Sv) und etwa 1 zu 4.000.000 für Teilnehmer im Alter von > 55 Jahren (basierend auf 1,5 % pro Sv) (Wall 2011).

Die Fragebögen (IPAQ, Sonneneinstrahlung und Lebensstil) dürften Frauen kaum Unannehmlichkeiten bereiten, da sie kurz und zielgerichtet sind. Die Ernährungstagebücher können eintönig sein, dauern aber nur 4 Tage. Die Ernährungstagebücher sollten keine allzu großen Unannehmlichkeiten darstellen, da die Frauen aufgefordert werden, ihre gewohnten Essgewohnheiten nicht zu ändern und wie gewohnt weiter zu essen. Die Dosimeter sind nichtinvasiv und werden wie ein Abzeichen an der Außenseite der Kleidung getragen, dies ist auf 4 Tage begrenzt. Bei den Tests vom Sitzen zum Stehen und der Griffkraft handelt es sich um einfache Tests, die wahrscheinlich keine Ermüdung oder Unbehagen hervorrufen. Es ist unwahrscheinlich, dass anthropometrische Messungen Stress oder Unbehagen verursachen, da sie kurz und nichtinvasiv sind.

Vorteile für wissenschaftliche Erkenntnisse und öffentliche Gesundheitspolitik

Die Längsschnittbeobachtungsstudie wird die Analyse der Veränderung des Vitamin-D-Status britisch-afrikanisch-karibischer Frauen ermöglichen. Dies wird von großem Nutzen sein, da über den Vitamin-D-Status dieser Bevölkerungsgruppe nur wenig bekannt ist. Die Ergebnisse dieser Studie werden nicht nur diese Wissenslücke schließen, sondern möglicherweise auch in die öffentliche Gesundheitspolitik zu Vitamin D einfließen. Ziel der Studie ist es zu ermitteln, welche Faktoren wie Vitamin-D-Zufuhr über die Nahrung, Sonneneinstrahlung und Muskelkraft Auswirkungen auf Vitamin D haben Status in dieser Population, der wenig bekannt ist. Die Studie wird auch die Einstellung zur Sonnenexposition bewerten, was möglicherweise Erkenntnisse liefert, die für die Information der öffentlichen Politik nützlich wären.