Lifestyle Intervention raskauteen valmistautuessa (LIPP)

Erityistavoite 1: Tutkia elämäntapainterventioiden fysiologista merkitystä raskauteen valmistautuessa (LIPP) äidin ja vastasyntyneen aineenvaihduntaan ja rasvaisuuteen.

Johdanto/perustelut: Alustavat tietomme osoittavat, että valvotut elämäntavat johtavat merkittävään painonpudotukseen, parantuneeseen insuliiniherkkyyteen, glukoositoleranssiin ja inkretiinin erittymiseen sekä terveellisempään sydän- ja verisuonisairauksiin ja kehon koostumukseen ylipainoisilla ja lihavilla aikuisilla. Odotamme, että ehdotetun elämäntapatoimenpiteen ajoitus ja toteutus tuottavat samanlaisia ​​terveyshyötyjä ylipainoisille/lihaville naisille, jotka suunnittelevat toista raskautta, ja johtavat suurempaan insuliiniherkkyyteen, vähentyneeseen insuliinin erittymiseen ja tulehduksen vähenemiseen. Nämä parannukset estävät ravinteiden (glukoosin ja lipidien) liiallista saatavuutta edistämästä sikiön liiallista kasvua/rasvaisuutta. Tämän tavoitteen työhypoteesi on, että toisin kuin GWG, raskautta edeltävä insuliiniherkkyyden lasku lihavilla äideillä selittää suurimman kliinisen variaation rasvan kertymisessä pikkulapsella. Vaikka kliinisesti odotamme painon ja BMI:n laskua LIPP-ryhmässä, insuliiniherkkyyden ja aineenvaihdunnan profiilin paraneminen ovat keskeisiä fysiologisia toimenpiteitä, jotka liittyvät vastasyntyneiden alentuneen rasvaisuuden ensisijaiseen tulokseen, eivät painonpudotukseen sinänsä.

Perusteluna on, että paras aika toteuttaa elämäntapainterventio, joka parantaa tehokkaasti äidin terveyttä fysiologisella, solu- ja molekyylitasolla ja johtaa vauvan optimaaliseen rasvaisuuteen, on ennen raskautta. Naisilla, jotka laihduttavat synnytyksen jälkeen, vastasyntyneen syntymäpaino (pääasiassa rasvakudos) laskee seuraavan raskauden aikana, kun taas painonnousuilla naisilla vastasyntyneen syntymäpaino ja rasvaisuus lisääntyvät. Oletamme, että äidin raskautta edeltävä aineenvaihduntatila määrää liikalihavuutta aiheuttavan kohdunsisäisen ympäristön, mikä puolestaan ​​vaikuttaa istukan mitokondrio- ja lipidireittien ohjelmointiin (erityinen tavoite 2) ja vauvan kehon koostumukseen. Lisäperusteena on, että on ymmärrettävä, kuinka parantunut pregravid-aineenvaihduntatila vaikuttaa äidin fysiologiseen ja molekyyliseen toimintaan. Odotamme, että LIPP-ohjelman suorittaneet lihavat naiset tulevat raskaaksi parantuneella insuliinisäädellyllä aineenvaihdunnalla ja heikentyneellä insuliiniresistenssillä, mikä helpottaa alhaisempaa vastasyntyneen syntymäpainoa ja rasvaisuutta. Rekrytoimme äitejä, jotka synnyttivät ensimmäisen vauvansa MHMC:ssä. Ymmärrämme, että nämä äidit edustavat väestöryhmää, jolla on rajoitettu pääsy liikuntatiloihin tai perheen tukijärjestelmiin, jotka helpottaisivat vapaa-aikaa liikuntaan. Osallistumisen esteiden vähentämiseksi toteutamme harjoitukset paikallisissa yhteisön virkistyskeskuksissa. Keskuksissa on lastenhoitopalveluita ja tuemme kustannuksia, jotta osallistujat voivat tuoda vauvansa LIPP-istuntoihin. Osallistumisen lisäämiseksi ja pysymisen maksimoimiseksi tarjoamme kuljetukset virkistyskeskuksiin ja takaisin. Kuljetustukea pyydetään Cleveland Mt. Siinain säätiö. Lifestyle Intervention -painonpudotusvaihe: LIPP-ohjelma on suunniteltu edistämään painonpudotusta, joka on 5-10 % kehon painosta. 4 kuukauden painonpudotusvaihe koostuu aerobisesta harjoittelusta, ruokavaliosta ja käyttäytymisneuvonnasta painonpudotuksen aikaansaamiseksi, kuten aikaisemmissa tutkimuksissa onnistuttiin. Aluksi ohjattu harjoitus määrätään 55-60 % HRmax:sta ja sitä lisätään vähitellen niin, että 1-2 viikon kuluttua koehenkilöt harjoittelevat 75-85 % HRmax:sta (~65-70 % VO2max). Valvottu harjoitus koostuu kävelystä/hölkkästä juoksumatolla ja paikallaan pyöräilystä, 3 päivää/viikko, 60 min/kerta (eli 500 kcal/kerta). Naiset käyttävät sykemittareita (Polar Electro, Woodbury, NY) jokaisen harjoituksen aikana, jotta he saavat visuaalista palautetta henkilökohtaisesta tavoitesyketavoitteestaan. Osallistujia neuvotaan vähentämään kalorien saantia ~500 kcal/d painonpudotustavoitteiden tukemiseksi. Suositeltu ruokavalio sisältää noin 55 % kaloreista hiilihydraattina, 25 % rasvana ja 20 % proteiinina. Osallistujia opastetaan kuluttamaan monimutkaisia ​​hiilihydraatteja ja välttämään yksinkertaisia ​​sokereita. Erityiset kaloritarpeet arvioidaan epäsuoralla kalorimetrialla ja istumisen (x1,3) fyysisen aktiivisuuden korjauskertoimella. Energian saanti arvioidaan ruokakuvapäiväkirjasovelluksella Meal Snap. Digitaalinen valokuvaus antaa erinomaisen arvion energian saannista (67). Osallistujat, joilla ei ole älypuhelinta, saavat sellaisen Cleveland Foundationin tuen kautta.

72 tunnin ruokavaliojakson tietueet jaetaan tutkimusryhmän kanssa kalorien ja ravintoaineiden saannin määrittämiseksi. Meal Snapilla on yli 350 000 tuotteen ruokatietokanta. Jotkut ateriat eivät kuitenkaan sisälly tähän tietokantaan, joten Lifestyle Coaches -valmentajamme syöttävät kaikki syödyt ruoat ruokavaliotietokantamme (NDSR, Minneapolis, MN) kalorien ja makro-/mikroravinteiden saannin analysoinnin helpottamiseksi. Koehenkilöt luovat valokuvia ennen ateriaa ja sen jälkeen arvioidakseen syödyn ruoan määrän. Tiedot saadaan lähtötilanteessa ja 2 viikon välein ensimmäisen 16 viikon valvotun painonpudotusjakson aikana.

Lifestyle Interventio - Painonhallinta/ylläpito: Raskautta edeltävä painonhallintaohjelma (vaiheet 2A, 2B ja 2C) on suunniteltu helpottamaan henkilökohtaisten painonpudotustavoitteiden saavuttamista käyttämällä elämäntapakäyttäytymistä, jotka sisältävät liikunnan, ruokavalion ja käyttäytymisen muuttamisen, ja se perustuu osittain Look AHEAD -kokeilu. Interventio sisältää työkalupakkikonseptin, joka auttaa saavuttamaan painonpudotustavoitteet. Lifestyle Coaches antaa henkilökohtaista ohjausta fyysiseen aktiivisuuteen/harjoitteluun - 10 000 askelta päivässä, ja osallistujat käyttävät FitBit Flexiä (Fitbit.com) askelmäärän ja harjoitusajan seuraamiseen. Painonhallinnan ensimmäisessä vaiheessa (2A) naiset osallistuvat 2 ohjattuun ryhmätuntiin/viikko. Näihin istuntoihin kuuluu jäsenneltyä liikuntaa (esim. zumba, jazz-harjoitus, rattaissakävely), ruokavaliokuvatietojen tarkastelua, aterioiden syömistä (kotona tai poissa; tallennettu älypuhelinsovellukseen) ja käyttäytymisneuvontaa (elämäntyylivalmentajan kanssa). Osallistujia rohkaistaan ​​syömään 1200-1500 kcal/p (~55 % hiilihydraattia, 25 % rasvaa, 20 % proteiinia), jos paino on alle 113 kg, tai 1 500-1 800 kcal/d, jos yli 113 kg. Ruokavaliotiedot analysoidaan 4 viikon välein painonhallintajakson aikana. Tärkeää on, minimoidakseen aiheen kuormituksen ja maksimoidakseen säilytyksen ja tiedonkeruun, Lifestyle Coach seuraa kalorien saantia osallistujan valokuvapäiväkirjan avulla. Käyttäytymisstrategioita terveellisten elämäntapojen päätösten motivoimiseksi ovat: itseseuranta (ruoka, aktiivisuus ja paino FitBitin verkkoresurssien avulla), tavoitteiden asettaminen (askel/päivä, painonpudotus), ärsykkeiden hallinta (eli sosiaalinen syöminen, pikaruoka, istuminen) vs. seisominen), ongelmanratkaisu (välipaloja saatavilla, harjoitus kotona) ja uusiutumisen ehkäisy (eli lomat, alkoholi, pikaruoka, makeiset, ongelmaruoat, pakko-oireinen syöminen). 4 kuukauden ja halutun painonpudotuksen jälkeen koehenkilöt siirtyvät vaiheeseen 2B. Tämän vaiheen aikana koehenkilöiden harjoitustavoitteena on 10 000 askelta päivässä, mutta heidän on osallistuttava vain yhteen ohjattuun harjoitukseen viikossa. Jos koehenkilö ei pysty ylläpitämään painonpudotusta, joka määritellään painonnousuksi 3 % nykyisestä ruumiinpainosta, osallistujat palaavat vaiheeseen 2A valvotumpaa painonhallintaa varten. Vaihtoehtoisesti, jos painonpudotus säilyy 3 kuukauden jälkeen, koehenkilöt etenevät vaiheeseen 2C seuraavaan raskauteen saakka. Vaihe 2C ei sisällä valvottuja harjoituksia. Aihe ja Lifestyle Coach keskustelevat kuitenkin viikoittain puhelimitse arvioidakseen edistymistä, mukaan lukien Fitbit-harjoitustiedot ja ruokavalio. Tiedot viittaavat siihen, että puhelimitse toimitetut painonhallintaohjelmat ovat verrattavissa kliinisesti toimitettuihin ohjelmiin. Puhelujen aikana osallistujia neuvotaan jatkamaan harjoittelua vaiheen 2B aikana määrätyllä teholla ja kestolla. Heille toimitetaan kielikohtaiset ruoka- ja harjoituspäiväkirjat. Niitä käytetään ohjaamaan kalorien saantia, ja ne antavat uuden tiedon vaatimustenmukaisuudesta. Kontrolliryhmään satunnaistetut osallistujat saavat tietoa raskauden jälkeisestä ruokavaliosta/painonpudotuksesta CRU-ravitsemusterapeutilta, joka eroaa LIPP-ravitsemusterapeutista (HB) ryhmien välisen ristikontaminaation vähentämiseksi. Painonhallinta raskauden aikana: Kaikkia LIPP- ja tavallisia hoito-/kontrolliryhmiä seuraa heidän ensisijainen synnytyslääkärinsä. MHMC:n OB/GYN-osasto on äskettäin tarkistanut kliiniset ohjeet ylipainoisten/lihavien naisten hallintaan joulukuun 2015 ACOG-käytäntötiedotteen (2) perusteella. MHMC:n ravitsemusosaston rekisteröity ravitsemusterapeutti tarjoaa kaikille ylipainoisille/lihaville naisille ravitsemusneuvontaa raskauden alkuvaiheessa sekä seurantakäyntejä tarpeen mukaan GWG:n tukemiseksi IOM:n ohjeiden mukaisesti. Ravitsemusterapiassa otetaan huomioon äidin painoindeksi, etniset, kulttuuriset ja sosiaaliset tekijät yksilöiessään terveellistä syömistä. Sähköinen sairauskertomus (EPIC) sisältää graafisen GWG-nomogrammin, joten GWG:tä seurataan jokaisella käynnillä. Kaikkia koehenkilöitä rohkaistaan ​​lisäämään fyysistä aktiivisuutta vähintään 30 minuuttia päivässä (ensisijaisesti kävelyä). Kliininen hoito, kuten ultraäänitutkimukset sikiön kasvun arvioimiseksi, ja sikiön seuranta perustuvat ACOG:n suosituksiin. Lifestyle Coach jatkaa vain LIPP-kohteiden seurantaa tutkimussuunnitelman ylläpitovaiheessa kuvatulla tavalla.

Aineenvaihdunta-arvioinnit: Aineenvaihdunta-arvioinnit suoritetaan lähtötilanteessa (3 kuukautta - 2 viikkoa) synnytyksen jälkeen. Seurantaarvioinnit suoritetaan 4 (+/-2 viikkoa) ja 12 kuukauden (+/-2 viikkoa) jälkeen ja sen jälkeen 6 kuukauden (+/-2 viikon) välein ennen raskautta enintään 24 kuukauden ajan. Kun tutkittavalla on ultraäänellä varmistettu raskauden ajoitus ja elinkelpoisuus, aineenvaihdunnan arvioinnit jatkuvat 12-16 ja 32-36 raskausviikolla.

Äidin kehon koostumus: Antropometriset mittaukset sisältävät pituuden, painon sekä lantion ja vyötärön ympärysmitan. Koko kehon rasva mitataan koko kehon pletysmografialla (Bod Pod; Cosmed, Rooma, Italia). Rasvattoman massan nesteytysvakio on 76 % raskauden loppuvaiheessa.

Lepoenergiakulutus: Lepoaineenvaihduntanopeus (RMR) määritetään yön paaston jälkeen käyttämällä Cosmed OMNIA -aineenvaihduntakärryä (Cosmed, Rooma Italia) katosjärjestelmällä. Valvomme ruokavaliota tarjoamalla standardoidun energiatasapainoisen aterian CRU:n testiä edeltävänä iltana. Osallistujat rentoutuvat hiljaisessa hämärässä aineenvaihduntahuoneessa 30 minuuttia ennen kuin he mittaavat 30 minuutin uloshengityshengityksen. Oksidatiivinen ja ei-hapettava glukoosin aineenvaihdunta arvioidaan ja virtsanäytteitä otetaan ennen mittausta ja sen jälkeen, jotta voidaan laskea ei-proteiinin RQ (NPRQ). Näitä tietoja käytetään yhdessä erityistavoitteen 2 kanssa, ja ne korreloidaan mitokondrioiden toiminnan muutokseen raskauden aikana.

Harjoituskapasiteetti: Inkrementaalinen asteittainen juoksumattotesti suoritetaan lähtötilanteen, 4 ja 6 kuukauden aikapisteissä molemmissa ryhmissä. Hapenkulutus (Jaeger OxyCon Pro/Delta System, Hoechberg, Saksa), syke ja koetun rasituksen arvot mitataan edellä kuvatulla tavalla.

Insuliiniherkkyys ja a-solu Toiminta: 75 g:n oraalista glukoositoleranssitestiä (OGTT) käytetään aterian jälkeisen glykemian sekä insuliiniherkkyyden ja -erityksen arvioimiseen. Yön paaston jälkeen verinäytteitä otetaan 10 minuutin välein ensimmäisten 60 minuutin aikana ja 20 minuutin välein sen jälkeen. C-peptiditiedot analysoidaan käyttämällä yhdistettyä mallilähestymistapaa, jotta saataisiin esimaksaa edeltävät insuliinin erittymisnopeudet, insuliiniherkkyys, jakautumisindeksi ja liittyvät insuliinin ja Cpeptidin kinetiikkaan (73). Plasman glukoosi mitataan glukoosioksidaasimenetelmällä (YSI; Yellow Springs, OH).

Insuliini määritetään RIA:lla (Millipore, Billerica, MA). GDM-diagnoosi tehdään ACOG:n suosittelemien kriteerien mukaan (74).

Enteroinsulaarisen akselin vasteet: Plasmanäytteitä (sopivilla lisäaineilla) otetaan inkretiinihormonien (glukagonin kaltainen peptidi-1 (GLP-1) ja glukoosiriippuvainen insulinotrooppinen polypeptidi (GIP) ja kylläisyyteen liittyvien suolen peptidien (kolekystokiniini (CCK)) mittaamiseksi. ja peptidi YY (PYY). Mittaukset tehdään staattisissa (paasto) ja dynaamisissa (glukoosi-stimuloiduissa) olosuhteissa (10 minuutin välein 1 tuntiin asti).

Metaboliset ja tulehdukselliset biomarkkerit: Paastoverinäytteet otetaan CBC:n, TSH:n, HbA1c:n, lipidipaneelin ja vapaiden rasvahappojen kokonaismäärän (FFA) mittaamiseksi. Adiposytokiinit (adiponektiini, leptiini interleukiini-6, interleukiini-8, TNF-a ja hsCRP) mitataan ELISA:lla (R&D Systems, Minneapolis, MN). Kaikki näytteet kustakin koehenkilöstä säilytetään -80 oC:ssa ja suoritetaan samassa määrityksessä sen päätyttyä vaihtelevuuden vähentämiseksi.

Elämänlaatukysely: SF-36-terveystutkimusta käytetään lähtötilanteessa, 4 ja 12 kuukauden välein ja sen jälkeen 6 kuukauden välein raskauteen asti tutkittavan terveyteen liittyvän elämänlaadun arvioimiseksi. Nämä tiedot tarjoavat yleisen mittarin fyysisestä ja henkisestä terveydestä arvioimalla fyysistä toimintaa, ruumiin kipua, fyysisistä, henkilökohtaisista tai emotionaalisista ongelmista ja hyvinvoinnista johtuvia rajoituksia, energiaa/väsymystä ja yleisiä terveyskäsityksiä. Raskauden aikana kyselylomake suoritetaan viikolla 12-16 ja 32-36.

Rasvamassan mittaaminen pikkulapsessa: Meillä on laaja kokemus vastasyntyneiden kehon koostumuksen arvioinnista, ja olimme ensimmäisiä keskuksia, jotka hankkivat Herne Pod (pediatric air densitometry), joka sijaitsee CRU:ssa Labor & Deliveryn ja synnytyksen vieressä. yksikkö.

Insuliiniresistenssi syntymähetkellä: Syntyessä hankimme napanuoraverta insuliinia ja glukoosia varten insuliiniresistenssin arvioimiseksi HOMAn avulla. Täysi lipidiprofiili, CRP ja adipokiinit IL-6 ja leptiini (erinomainen vastasyntyneen rasvamassan markkeri) mitataan napanuoraverestä edellä kuvatulla tavalla.

Odotetut tulokset, haasteet ja vaihtoehtoiset lähestymistavat:

Tämän ehdotuksen ensisijainen tulosmittari on alhaisempi vastasyntyneiden rasvaisuus syntymähetkellä LIPP-ryhmässä verrattuna: 1) kontrolliryhmään ja 2) koehenkilön esikoiseen. Toissijaisina seurauksina odotamme, että ennen seuraavaa raskautta LIPP parantaa merkittävästi (absoluuttiset ja prosentuaaliset muutokset) äidin painossa ja kehon koostumuksessa, ja mikä tärkeintä, parantuu insuliiniherkkyydessä, beetasolujen toiminnassa, inkretiinivasteessa glukoosille, lipideille ja tulehduksille. biomarkkerit verrattuna kontrolliryhmään. Odotamme myös insuliiniresistenssin, napanuoran lipidien ja tulehdusprofiilien pienenevän LIPP:stä syntyneillä vauvoilla verrattuna kontrolliin.

Rekrytointi on hyvin tunnustettu ongelma elämäntapainterventiokokeiden onnistuneelle toteuttamiselle ja loppuun saattamiselle. Ottaen kuitenkin huomioon yllä kuvatun uudenlaisen rekrytointistrategian, ainutlaatuisen pääsymme potilaspopulaatioon ja laajan kokemuksemme aineenvaihduntatutkimuksesta raskauden aikana, emme odota rekrytoinnin olevan ylitsepääsemätön haaste. Rekrytoimme 200 tutkittavaa ensimmäisten 4 vuoden aikana ja teemme kaikki äitien/vauvan arvioinnit ehdotetun aikataulun mukaisesti. Tarvittaessa rekrytoimme aiheita Cleveland Clinicistä ja yliopistollisista sairaaloista, jotka molemmat ovat sidoksissa Case Western Reserve Universityyn (CWRU). Säilytysstrategioita ovat ilmainen kuljetus harjoituksiin, ilmainen lastenhoitopalvelu elämäntapatuntien aikana ja konsultointi Lifestyle Coachin kanssa, matkapuhelinsovellukset tietojen syöttämisen vähentämiseksi, säännölliset puhelinyhteydet ja taloudelliset kannustimet, mukaan lukien vauvan turvaistuin synnytyksen yhteydessä. .

Tiimimme on onnistunut säilyttämään raskaana olevat naiset aiemmissa aineenvaihduntatutkimuksissamme ja elämäntapainterventiotutkimuksissamme ylipainoisilla ja liikalihavilla populaatioilla (48,64). Nykyisessä ehdotuksessa on myös lisästrategioita pysymisen maksimoimiseksi ja keskeyttämisen minimoimiseksi. Näitä ovat puhelut ja sähköpostit Lifestyle Coachilta tarkistaakseen ja vahvistaakseen ongelmanratkaisu- ja itseseurantataitoja diabeteksen ehkäisyohjelman osallistujille kuvatulla tavalla. Perustamme myös kaverijärjestelmän, jossa jokaisesta osallistujasta tulee toisen osallistujan kaveri, kaksi kaveria voivat valmistaa yhdessä aterioita, treenata yhdessä, jakaa ongelmia jne. Kaverijärjestelmä edistää tunnetta, että tutkimuksessa pysyminen on tärkeää paitsi yksilön, myös kaverin terveyden kannalta. Jos LIPP-ohjelman koehenkilöt eivät saavuta tavoitepainonpudotustavoitettaan, toteutamme CRU/CTSC-aineenvaihduntakeittiön resursseja käyttäen ateriankorvausstrategian, jossa huomioidaan äidin kalori- ja ravintotarpeet imetyksen mukaan. Kaikki osallistujat eivät tule raskaaksi. Koska ensisijainen tulos on vastasyntyneen rasvaisuus, koehenkilöitä, jotka eivät tule raskaaksi, ei sisällytetä primaariseen analyysiin, mutta heidät sisällytetään toissijaisiin analyyseihin, jotka liittyvät pregravid-aineenvaihdunnan paranemiseen. Rekrytoimalla naisia, joilla on aiemmin ollut raskaus, lapsettomuuden riski pienenee merkittävästi. Odotamme, että noin 20 % naisista kokee spontaanin abortin, mutta heidän sallitaan jatkaa ja jatkaa aiempaa osallistumistaan ​​joko LIPP- tai kontrolliryhmään. Arvioimme, että noin 25 % koehenkilöistä keskeytyy ennen raskautta ja 15 % voi keskeyttää raskauden aikana. Rekisteröimme 100 koehenkilöä kumpaankin haaraan ottaaksemme huomioon epätodennäköisen 40 %:n keskeyttämisen. Otamme käyttöön vielä tiukemman strategian, ja raportoimme, että tilastollinen teho on saatavilla vain 50 koehenkilölle ryhmää kohden pahimpana tapauksena. Jos säilyttäminen jää ennusteista jälkeen, rekrytoimme lisää koehenkilöitä MHMC:n ja CWRU:n sidossairaaloihin. CRU:n henkilökunta auttaa napanuoraveren ja istukan keräämisessä synnytyksen yhteydessä ja hernepohjan kehomittausten suorittamisessa. Jos Pea Pod -laitteessa on toimintahäiriö, arvioimme kehon koostumuksen vastasyntyneiden antropometrian avulla.

Vaikka LIPP-potilaita rohkaistaan ​​lykkäämään toista raskautta, kunnes he ovat ohjelman ylläpitovaiheessa, jätämme pois LIPP-potilaat vain, jos he tulevat raskaaksi ensimmäisen 4 kuukauden painonpudotusvaiheen aikana. Kontrollihenkilöiden osalta poissulkeminen tapahtuu, jos koehenkilö tulee raskaaksi ennen 3 kuukautta synnytyksen jälkeistä CRU-satunnaistamiskäyntiä. Ehkäisyvälineiden käyttö tässä vaiheessa on sisällyttämiskriteeri. Kaikki LIPP-potilaat eivät tule raskaaksi samoihin aikoihin 4 kuukauden painonpudotustoimenpiteen jälkeen. Emme säädä raskauksien välistä aikaa LIPP- ja kontrollikohteiden välillä. Käytämme LIPP- ja kontrollihenkilön metabolista tilaa (kehonkoostumus, insuliiniherkkyys ja vaste jne.) viimeisessä aineenvaihdunnan arvioinnissa CRU:ssa ennen raskautta heidän pregravid- tai lähtötilanteena seuraavaa raskautta varten. Koska tämä on raskaustutkimus, vain naiset otetaan mukaan. Arvioimme kuitenkin LIPP:n vaikutusta urosten ja naisten jälkeläisiin yhdessä ja itsenäisesti sukupuolen perusteella.

Tilastollinen lähestymistapa:

Erityistavoitteen 1a ensisijaiset analyysit ovat LIPP- ja kontrolliryhmien intent-to-treat-vertailuja suhteessa äidin insuliiniherkkyyden, BMI:n ja rasvamassan muutoksiin. Vertailut suoritetaan ensin kahden näytteen t-testeillä p = 0,05. Jos ryhmissä havaitaan häiritsevien tekijöiden epätasapaino, lineaariset regressiomallit, jotka sisältävät merkittäviä eroja (esim. GDM) käytetään kovariaattisäätöjen suorittamiseen. Yhden vuoden synnytyksen jälkeisten seurantatutkimustemme (62,63) perusteella meillä on 90 % kyky havaita 30 % absoluuttinen tai kovariaattisovitettu parannus insuliiniherkkyydessä ja 80 % kyky havaita jopa 25 % parannus. % LIPP vs. Kontrolliryhmä. Vastaavat 95 %:n luottamusvälit (95 % CI) absoluuttisille tai kovariaattisovitetuille eroille tai prosentuaalisille parannuksille insuliiniherkkyydessä ryhmien välillä raportoidaan. Arvioimme BMI:n muutoksen keskihajonnan (SD) satunnaistamisesta seuraavaan raskauteen 5,1 kg/m2. Meillä on 90 % kyky havaita absoluuttinen tai kovariaattisovitettu ero BMI:ssä 2,6 kg/m2 ja 80 % teho havaita ero 2,26 kg/m2 ja 90 % teho havaita absoluuttinen tai kovariaattisovitettu ero rasvassa paino 5,9 kg ja 80 % teho 5,1 kg:n eron havaitsemiseksi ryhmien välillä ennen toista raskautta. Spesifisen tavoitteen 1b ensisijainen analyysi on LIPP-vastasyntyneiden ja kontrollivastasyntyneiden intent-to-treat-vertailu syntymän rasvamassan suhteen. Vertailu suoritetaan käyttämällä kahden näytteen t-testiä p = 0,05. Suoritetaan lineaarinen regressio, joka sisältää kovariaattina koehenkilön ensimmäisen lapsen painon (ruumiinkoostumusmittaukset). Jos ryhmissä havaitaan epätasapainoa häiritsevien tekijöiden (esimerkiksi raskausiän) välillä, kovariaattisäädön suorittamiseen käytetään lineaarista regressiomalleja. Alustavien tietojemme perusteella arvioimme vastasyntyneen rasvamassan SD:ksi LIPP- ja kontrolliryhmien välillä enintään 225 g. Kun kussakin ryhmässä on vähintään 50 naista (olettaen 50 %:n keskeyttämisestä), t-testillä tai lineaarisella regressiolla on 90 %:n teho havaita absoluuttinen tai kovariaattisovitettu 146 g:n rasvamassan ero ryhmien välillä. Meillä on 80 % kyky havaita absoluuttinen tai kovariaattisovitettu ero ryhmien välillä, niinkin pieni kuin 126 g rasvamassaa. Vastaava 95 % CI vastasyntyneen rasvamassan absoluuttiselle tai kovariaattisopeutetulle erolle ryhmien välillä ilmoitetaan. Toissijaisissa analyyseissä käytämme samaa tilastollista lähestymistapaa. Ennakkotietojemme perusteella arvioimme syntymäpainon SD:ksi 700 g; Kun kussakin ryhmässä on 50 vastasyntynyttä, meillä on 90 % kyky havaita absoluuttinen tai kovariaattisovitettu 455 g:n ero syntymäpainossa ja 80 % kyky havaita 393 g ero ryhmien välillä. Muita sekundaarisia analyysejä ovat napanuoran sytokiinit. Vertailut suoritetaan käyttämällä kahden näytteen t-testiä merkitsevyystasolla p = 0,05; Mann-Whitney U -testejä tai lokimuunnoksia käytetään kuitenkin, jos tietoja ei jaeta normaalisti. Lineaarisia regressiomalleja, mukaan lukien hämmentävät tekijät, käytetään kovariaattisäätöjen suorittamiseen. Julkaistujen tietojemme (80) perusteella arvioimme napanuoran IL-6:n ja CRP:n keskihajonnan olevan 3,4 pg/ml ja 7 900 ng/ml. Kun kussakin ryhmässä on 50 naista, meillä on 90 % kyky havaita IL-6- ja CRP-tasojen 50 % ja 42 % parannus ja 80 % teho havaita 42 % ja 36 % parannus.

Erityistavoite 2: Selvittää molekyylivaikutukset, joilla ennen raskautta aloitetut elämäntapainterventiot voivat parantaa istukan mitokondrioiden lipidien hapettumista ja kertymistä.

Johdanto/perustelut: Tietomme viittaavat siihen, että lihavilla naisilla istukan kudoksen mitokondriovaurio esiintyy raskauden alkuvaiheessa, mikä estää istukan rasvahappojen hapettumiskyvyn ja ohjaa rasvahapot esteröitymisreiteille ja lipidien kertymiseen, mikä saattaa johtaa lisääntyneeseen ravinteiden saatavuuteen sikiö ja korkeampi rasvaisuus aikakaudella. Ryhmämme on osoittanut, että muut mitokondrioprosessit, kuten kolesterolin kuljetus ja steroidogeneesi, ovat heikentyneet lihavien, insuliiniresistenttien naisten istukassa. Istukan mitokondrioiden sisältöön (mtDNA:n ja sitraattisyntaasiaktiivisuuden perusteella) ei vaikuta äidin liikalihavuus ja insuliiniresistenssi tällä aikavälillä, mikä viittaa siihen, että havaitut toimintahäiriöt johtuvat mitokondrioiden aktiivisuuden muutoksista eikä lukumäärästä. Aiemmat raskauden aikana aloitetut ravitsemustoimenpiteet eivät kyenneet muuttamaan istukan y-hapetusta tai sikiön rasvan kertymistä, mahdollisesti koska interventio aloitettiin istukan mitokondrioiden toiminnan heikkenemisen jälkeen. Odotamme, että LIPP parantaa istukan mitokondrioiden rasvahappojen hapettumista, mikä on mitattavissa aikakaudella ja liittyy alhaisempaan rasvahappojen esteröitymiseen ja kertymiseen sekä vastasyntyneen rasvamassaan. Oletuksena on, että liikalihavien äitien alentunut insuliiniherkkyys ja lisääntynyt tulehdusympäristö heikentävät mitokondrioiden p-hapetusta kehittyvässä istukassa. Juuri raskauden alkuvaiheessa alkavat muutokset istukan aineenvaihdunnassa johtavat ravinteiden toimitushäiriöihin ja lisääntyneeseen sikiön rasvakertymään. Perustelumme perustuu tarpeeseen ymmärtää, kuinka istukan lipidiaineenvaihdunnan muutokset välittävät parantuneen pregravid-aineenvaihdunnan vaikutuksia vastasyntyneen rasvaisuuteen. Odotamme, että LIPP-ohjelmaan osallistuvien liikalihavien naisten istukka osoittaa parempaa rasvahappojen hapettumista ja vähentynyttä rasvojen esteröimistä ja kertymistä aikakaudella. Lisäksi odotamme, että nämä muutokset korreloivat äidin alhaisemman tulehduksen ja insuliiniresistenssin kanssa raskauden alkuvaiheessa ja alemman vastasyntyneen rasvaisuuden kanssa.

Odotetut tulokset ja päätepisteet: Odotamme, että verrokkiryhmään verrattuna LIPP:ssä olevien naisten istukkailla on: 1) lisääntynyt a-hapetus, 2) vähentynyt rasvahappojen esteröityminen, 3) pienempi lipidipitoisuus, 4) lisääntynyt mitokondrion CPT1B:n aktiivisuus, a-hapetuksen nopeutta rajoittava entsyymi ja korkeampi fosforipitoisuus ACC, joka fosforyloituna tuottaa vähemmän malonyyli-CoA:ta, joka on CPT1B:n pääasiallinen inhiboiva säätelijä, ja 5) ei eroa mitokondriopitoisuudessa (mtDNA- ja sitraattisyntaasiaktiivisuudella mitattuna) . Odotamme myös, että mitokondrioiden P-hapetus ja CPT1B-aktiivisuus korreloivat negatiivisesti varhaisen raskauden äidin seerumin tulehduksellisten sytokiinimarkkerien ja insuliiniresistenssin ja vastasyntyneen rasvaisuuden kanssa.

Kokeellinen suunnittelu: Saavutamme erityistavoitteen 2 tavoitteet mittaamalla muutoksia istukan mitokondrioiden entsyymiaktiivisuudessa ja lipidiaineenvaihdunnassa erityistavoitteessa 1 kuvattuihin kontrolli- tai LIPP-ryhmiin ilmoittautuneilla naisilla. Istukan kudos kerätään synnytyksen yhteydessä kaikilta tutkimuksen osallistujilta ja upotettu parafiiniin tai pikapakastettu nestetyppeen ja säilytetty -80 oC:ssa molekyylianalyysiä varten. Osasta naisia, jotka synnyttävät ajoitetulla keisarileikkauksella (arviomme noin 30 % osallistujistamme tai N = 15-18/ryhmä), keräämme myös tuoretta istukan kudosta lipidiaineenvaihdunnan aktiivisuusmäärityksiä varten.

Istukan lipidiaineenvaihdunta: Nämä määritykset ovat vakiintuneet O'Tierney-Ginn-laboratoriossa. Mitokondriaalinen rasvahappohapetus (FAO) ja esteröinti kokonaislipidimäärityksiksi suoritetaan istukan eksplanteissa, kuten aiemmin on kuvattu, joillain muutoksilla. Juuri eristettyjä istukan eksplantteja inkuboidaan 100 uM kylmän palmitaatin ja 3H-palmitaatin (Moravek Radiochemicals) läsnä ollessa 18 tuntia. Inkubointijakson lopussa väliaineet kerätään FAO-nopeuden kvantifioimiseksi detektoimalla 3H2O käyttämällä Hughesin höyryfaasitasapainotusmenetelmää. Esteröityminen kokonaislipideiksi määritetään homogenoimalla käsitellyt eksplanttit HPLC-laatuisessa asetonissa ja inkuboimalla sekoittaen huoneenlämpötilassa yön yli. Alikvoottia asetoniuute-lipidisuspensiosta käytetään radioaktiivisen sisällön määrittämiseen nestetuikelaskennalla. Hapetus- ja esteröitymisnopeudet määritellään nmol palmitaattia/mg kudosta/tunti.

Istukan mitokondrioiden arviointi: Mitokondriot eristetään jäädytetystä istukan kudoksesta, kuten aiemmin on kuvattu. Lipidien hapettumisen (CPT1B) ja synteesi/esteröitymisaktiivisuuden (fosfo-ACC) markkerit mitataan käyttämällä kaupallisesti saatavia kittejä (Cell Signaling, Abcam) kaikista näytteistä eristettyissä mitokondrioissa. Mitokondriopitoisuuden markkerit (mtDNA ja sitraattisyntaasiaktiivisuus) mitataan koko istukan kudoksesta kaikista näytteistä, kuten aiemmin on kuvattu.

Istukan lipidien kerääntyminen: Istukan rasvan kokonaispitoisuus mitataan Folchin menetelmällä.

Odotetut haasteet ja vaihtoehdot: 1) Käytämme in vitro -hapetus- ja esteröitymismäärityksissä vain suunnitellulla keisarinleikkauksella toimitettuja istukkoja, jotta vältytään synnytykseen liittyviltä muutoksilta. Sairaalassamme liikalihavien naisten keisarileikkausten määrä on ~40 %. Varovainen arviomme 40-50 % keskeyttämisestä, jota seuraa 30 % keisarinleikkauksella synnyttäneistä, johtaa N=15-18/ryhmä. Alustavien tietojemme perusteella tämä antaa meille riittävästi voimaa havaita LIPP:stä johtuvat erot istukan lipidiaineenvaihdunnassa. Keräämme istukkanäytteitä kaikilta tutkimukseen osallistuneilta mitokondrioiden entsyymiaktiivisuusmäärityksiä varten, mikä antaa meille lisäarvioinnin aineenvaihdunnan aktiivisuudesta suuremmalla määrällä osallistujia. 2) Mitokondrioiden lukumäärä, oksidatiivinen fosforylaatioaktiivisuus ja energiatehokkuus (kytkentä) voivat vaikuttaa istukan mitokondrioiden rasvahappojen hapetuskykyyn. Mitokondrioiden oksidatiivisen fosforylaatiokapasiteetin tai energeettisen tehokkuuden arviointi vaatii juuri eristettyjä mitokondrioita ja/tai eläviä soluja, jotka ehdotuksemme kannalta olisivat liian kunnianhimoisia ja kalliita, kun otetaan huomioon toimituksen ennakoimaton luonne ja suuri osallistujamäärä. Vaihtoehtoisesti mittaamme mitokondrioiden sisällön ja mitokondrioiden lipidiaineenvaihdunnan avainentsyymien markkereita kaikissa istukan näytteissä arvioidaksemme joitakin mahdollisia mekanismeja istukan rasvahappojen hapettumisen taustalla. Lisäksi kaikista istukkaista kerätyillä jäädytetyillä näytteillä voidaan mitata elektronien kuljetukseen osallistuvia entsyymejä (esim. ATP-syntaasi) mitokondrioiden oksidatiivisen fosforylaation merkkiaineena.

Tilastollinen analyysi: Tavoitteen 2 ensisijainen tavoite on määrittää elämäntapainterventioiden vaikutus ennen raskautta istukan mitokondrioiden rasvahappohapettumiseen iällä. Oletamme, että istukan P-hapetus on korkeampi LIPP-ryhmässä. Suoritamme intent-to-treat -analyysin käyttämällä kahden näytteen t-testiä tai ei-parametrista Wilcoxonin rank-sum testiä arvioidaksemme ryhmien välisiä eroja. Regressioanalyysiä käytetään arvioimaan istukan y-hapetuksen ja entsyymiaktiivisuuden yhteyttä äidin tulehduksellisiin sytokiinitasoihin ja insuliiniresistenssiin raskauden alkuvaiheessa sekä vastasyntyneen rasvamassaa, joka on sovitettu raskauden ikään ja sukupuoleen. Kuvailevat tilastot, kuten keskiarvo, mediaani ja vaihteluväli, lasketaan kaikille muuttujille. Teho- ja näytekokoanalyysi, joka perustuu alustaviin mitokondrioiden y-hapetustietoihimme lihavilla naisilla (38-14 nmol/mg/h), osoitti, että näytekoko N=18/ryhmä saavuttaa 80 % tehon havaitakseen 25 % eron ryhmät käyttäen kahden otoksen t-testiä, jonka merkitsevyystaso on 0,05.