Astma- ja liikalihavuusruokavalio vs. harjoitus

Ensisijainen hypoteesimme on, että tulehdukselliset SNP:t voivat säädellä tulehdusvasteen astetta, ja liikalihavuus muuttaa taudin vakavuutta. Tässä tapauksessa liikalihavuuden yhteydessä kehittyvä astma osoittaa mahdollisen haitallisen suhteen tietyn proinflammatorisen tilan (lihavuus) ja tulehduksen geneettisten säätelijöiden (SNP) välillä.

Toissijainen hypoteesimme ehdottaa, että lyhytaikainen (12 viikon) painonpudotus pelkällä ruokavaliolla, mutta ei pelkällä harjoituksella, vähentää keuhkospesifistä tulehdusta ja vähentää pro-inflammatorisia vasteita astmaa sairastavilla afrikkalaisamerikkalaisilla lihavilla nuorilla verrattuna jonotuslistakontrolliin. ryhmä, joka saa ensimmäisen 12 viikon jälkeen yhdistetyn 12 viikon ruokavalion ja harjoitusohjelman (jonolistan kontrolli/yhdistelmä). Kolmas tutkiva hypoteesi ehdottaa, että tunnistettujen SNP:iden esiintymistiheys on merkittävästi yhteydessä ruokavalion, harjoituksen tai yhdistetyn ohjelman kautta menetettyyn rasvan määrään ja että sitä välittävät lisäksi erityiset hengitysteiden sekä tulehdusta edistävät ja anti-inflammatoriset markkerit. Erityisiä tavoitteita ovat:

1. Yhden nukleotidin polymorfismien ja SNP-haplotyyppien esiintymistiheyden määrittäminen pro- ja anti-inflammatorisissa geeneissä afrikkalaisamerikkalaisnaisten lihavilla ja ei-lihavilla astmaattisilla ja ei-astmaattisilla nuorilla, 13-19-vuotiailla tai iältään.
2. Tutkia ruokavalion tai liikunnan vaikutuksia keuhkospesifiseen tulehdukseen (uloshengitystyppioksidi, [eNO]) ja pro- ja anti-inflammatorisiin reaktioihin afrikkalais-amerikkalaisilla lihavilla astmaattisilla ja ei-astmaattisilla nuorilla verrattuna jonotuslistakontrolliin/yhdistelmään ryhmä.
3. Tulehduksellisten SNP:iden vaikutusten määrittäminen useiden tulehdusmarkkerien ja keuhkospesifisen tulehduksen (eNO) modulaatiossa naispuolisilla afroamerikkalaisilla lihavilla astmaattisilla ja ei-astmaattisilla nuorilla ennen ja jälkeen painonpudotuksen ruokavalion, liikunnan tai molempien avulla.

Suoritamme poikkileikkausanalyysin neljästä afrikkalaisamerikkalaisen nuorten (13-19-vuotiaiden) naisten ryhmästä seuraavasti: Ryhmä 1A: Lihavat, joilla on astma Ryhmä 1B: Ei-lihavat, joilla on astma Ryhmä 1C: Liikalihavat ei-astmaatikot Ryhmä 1D: Ei -lihavia, ei-astmaatikkoja

Tässä tutkimuksen osassa mukana olevat potilaat ovat 13–19-vuotiaita naispuolisia afroamerikkalaisia ​​lihavia ja ei-lihavia astmaattisia nuoria, kuten Yhdysvaltain tautien torjuntakeskukset ovat määritelleet (USCDC 2000 sukupuolispesifinen kehon massaindeksi (BMI) iän mukaan). kasvukaavioita. Kontrollina otamme mukaan naispuoliset afroamerikkalaiset lihavat, ei-astmaattiset nuoret ja terveen iän mukaiset kontrollit (ei-lihavat, ei-astmaatikot).

Oletetaan hallitsevaksi malliksi 5 SNP:n haplotyypillä 100 yksilön otos ryhmää kohden (vastaa 1:1) saavuttaisi vähintään 80 %:n tehon havaita OR 1,5 haplotyypin assosiaatiolle ryhmän jäsenyyteen (kuten esim. lihavia astman kanssa vs. ei-lihavia astman kanssa) merkitsevyystasolla 0,05. Kaikki muut ryhmävertailut edellyttäisivät samoja olosuhteita, joten kustakin ryhmästä vaaditaan 100 näyte.

Sen jälkeen, kun vanhempi/huoltaja on allekirjoittanut tietoisen suostumuksen, yleislääkärintarkastuksen ja anamneesin ottamisen ja spirometriatestin jälkeen kunkin osallistujan keuhkojen toiminnan arvioimiseksi, liikalihavuuden tila arvioidaan. Tytöiltä, ​​joiden todettiin olevan ei-lihavia käynnin 1 aikana, noin 30 ml perifeeristä verta otetaan 100 astmaatikon ja 100 ei-astmaattisen, terveen iän mukaiselta kontrollilta. Liikalihavilta osallistujilta (100 astmaatikota ja 100 ei-astmaalaista) perifeerinen verinäyte otetaan käynnin 2 aikana (perustaso). Perifeerisestä verestä testataan hemoglobiini A1-C (HA1C), lipidiprofiili sekä tulehduksen ja geneettisten merkkiaineiden esiintyminen. Ylimääräinen verinäyte kaikilta tutkimukseen osallistuvilta afroamerikkalaisilta nuorilta tytöiltä kerätään hepariiniputkiin (2 10 ml putkea). Yksitumainen kerros erotetaan tiheysgradienteilla ja se luonnehtii kiertävää MDS:ää. Virtaussytometriaa käytetään monosyyttisen tai granulosyyttisen MDSC:n prosenttiosuuden määrittämiseen käyttämällä useita fluoresenssileimattuja vasta-aineita, mukaan lukien anti-CD11b, CD14, CD15, CD33, CD66 ja HLA-DR. DNA uutetaan DNAzolilla (Invitrogen Corp; Grand Island, NY). SNP-analyysissä aiomme käyttää humanCNV370-Quad bead -sirua llluminalta (lllumina Inc, San Diego, CA). Tämä siru mahdollistaa yli 370 000 SNP:n analysoinnin samanaikaisesti ja käyttää vain 200 ng genomista DNA:ta. Aluksi keskitymme analyysimme pro- ja anti-inflammatoristen sytokiinigeenien SNP:ihin (/LS, TNF, TGFB, ILIO, IL8, IL6, PTGS2, ARG1) ja SNP:ihin leptiinissä, leptiinireseptorissa ja adiponektiinissa (taulukko 11) ja tulokset vahvistetaan TaqManilla seuraavasti: genominen DNA (5 ng) denaturoidaan 95 °C:ssa 10 minuutin ajan ja monistetaan 40 sykliä 15 sekunnin ajan 92 °C:ssa ja 1 minuutin ajan 58 °C:ssa 2X:n läsnä ollessa. TaqMan Universal Master Mix (Applied Biosystems), vesi ja vastaava aluke- ja reportterikoettimien seos (merkitty joko FAM:lla tai VIC:llä). Reaktio analysoidaan käyttämällä 7900 HT -instrumenttia (Applied Biosystems) VIC- tai FAM-fluoresenssimarkkerin tai molempien toteamiseksi käyttämällä Sequence Detection System -järjestelmää (Applied Biosystems) genotyypin määrittämiseen. Kontrollit sisältävät yksilöitä, joilla on tunnettu genotyyppi, ja nollanäytteet ilman DNA:ta. Lisäksi 15 % näytteistä ajetaan kahdesti erillisissä määrityksissä ja alleeliluokitusta verrataan. Tunnetun genotyypin yksilöt ja tyhjät näytteet ilman DNA:ta sisällytetään jokaiseen SNP:hen jokaisessa erässä.

Chi-neliö-, Fisherin eksakti- ja opiskelija-t-testejä käytetään arvioimaan eri SNP:iden frekvenssierojen tilastollista merkittävyyttä lihavien astmaatikoiden, ei-lihavien astmaatikoiden, lihavien ei-astmaattisten ja terveiden kontrollien välillä. Haplotyyppitaajuudet päätellään käyttämällä log-lineaarista mallintamista, joka on upotettu odotusten maksimointialgoritmiin. Laadunvalvontamenettelyt (mukaan lukien genotyypityksen tehokkuuden ja Hardy-Weinbergin tasapainon arviointi), markkerien välisen kytkentäepätasapainon arviointi sekä haplotyyppiassosiaatioanalyysi suoritetaan erikseen lihaville vs. ei-lihavaisille ja astmaattikoille vs. ei-astmaattikoille.

Ilmoittautumisen jälkeen kelvolliset osallistujat käyvät lähtötilanteessa, johon sisältyy noin 30 ml:n perifeerinen verenotto, kaksoisenergiaröntgenabsorptiometria (DEXA), uloshengitetyn typpioksidin (eNO) mittaus ja tutkimuskelpoisuus tutkimuslääkärin mukaan. Tämän peruskäynnin jälkeen lihavat osallistujat, joilla on astma tai ei, satunnaistetaan seuraaviin:

1) vain ruokavalio, 2) pelkkä liikunta tai 3) jonotuslista/yhdistelmähoito (ei interventiota 12 viikkoon, jota seuraa yhdistetty ruokavalio ja liikunta).

Noin 110 koehenkilöä rekrytoidaan hoito- ja kontrolliryhmää kohden. Olettaen, että poistumisaste on 20 %, säilytämme 360 ​​koehenkilöä, 90 per ryhmä, mikä antaa riittävän tilastollisen tehon:

1. havaita merkittävät erot eNO:ssa pelkän ruokavalion, vain harjoittelun, yhdistetyn ohjelman tai jonotuslistan kontrolliryhmän naispuolisten afrikkalaisamerikkalaisten ylipainoisten astmaatikoiden ja ei-astaattisten välillä alla olevien otoskoon teholaskelmien mukaisesti ja;
2. osana tutkimustavoitetta 3 määrittää tulehduksellisten SNP:iden vaikutukset tulehdusmarkkerien ja eNO:n modulaatioon afrikkalais-amerikkalaisilla lihavilla astmaattisilla ja ei-astmaisilla nuorilla ennen ja jälkeen painonpudotuksen ruokavalion, liikunnan tai molempien avulla näytteen mukaan koon teholaskelmat).

Interventiomenetelmät:

Hoitoryhmät saavat Trim Kids -käyttäytymisen muokkausohjelman, mutta interventiomateriaalit koskevat vain ruokavaliota tai vain liikuntahoitoja. Ei-lihavat astmaatikot ja ei-lihavat, ei-astmaatikot toimivat kontrolleina tutkimustavoitteessa ja osallistuvat vain yleislääkärintarkastukseen, spirometriaan ja verikokeisiin. Vanhemmat ja lapset osallistuvat viikoittain kahden tunnin kattavaan istuntoon suositellun ajan. Lääkäri tai sairaanhoitaja antaa lääketieteellistä valvontaa ja ohjausta jokaisella istunnolla parantaakseen hoitomyöntyvyyttä ja seuratakseen sivuvaikutuksia.

Astman hoito: Suljemme pois henkilöt, joilla on vaikea tai hallitsematon astma. Akuuteissa astmakohtauksissa osallistujia hoidetaan kirjallisen ja tarkistetun astman toimintasuunnitelman mukaisesti astmalääkkeillä tai S-agonisteilla, kuten Albuterol, ja tarvittaessa lyhyellä muilla lääkkeillä. Interventioryhmään osallistuvien astmaatikoiden on myös käytettävä astmalääkitystä ennen harjoittelua ennen jokaiseen harjoitukseen osallistumista tai heidät suljetaan pois kyseiseltä harjoitukselta. Mahdolliset pahenemisvaiheet kirjataan ja osallistujat voivat ottaa yhteyttä terveydenhuoltoon ja tarvittaessa ohjataan ensiapuun. Vakavamman pahenemisen tai etenevän pahenemisen sattuessa osallistujaa hoidetaan hoidon standardin mukaisesti ja tutkimuksesta poistetaan, jos krooninen tai pitkittynyt anti-inflammatorinen hoito katsotaan ensisijaiseksi.

Ravitsemuskasvatus sisältää sarjan oppimistoimintoja, jotka ovat yksilöllisiä kunkin ryhmän tarpeiden mukaan niiden eteneessä hoito-ohjelman eri vaiheissa. Lapsille tarjotaan helppokäyttöiset ruokatiheyden tarkistuslistat joka viikko täytettäväksi.

Tässä tutkimuksessa hyödynnettävät harjoitusprotokollat ​​perustuvat Trim Kids -harjoitusprotokollaan, joka räätälöi suositukset lapsen sairauden (kuten astman), painotilan ja kuntotason mukaan. Kaikki harjoitussuositukset noudattavat American Thoracic Societyn (ATS), American Academy of Pediatrics (AAP) ja American Academy of Sports Medicinen (ACSM) ohjeita. LSUHSC Wellness -keskuksen harjoituksia valvovat ACSM-sertifioidut ohjaajat ja henkilökohtaiset valmentajat. Jokaisen 12 viikon ohjelman aikana harjoitukset vastaavat ryhmän fyysistä lihavuutta ja kykyä ymmärtää, syntetisoida ja soveltaa terveys- ja kuntotietoa jokapäiväisiin elämäntilanteisiin. Lapset saavat harjoitusvideon, joka sisältää harjoitusrutiinin kotona suoritettaviksi. Heille annetaan myös kortteja, joihin kirjataan liikuntaminuutit, joita he suorittavat joka viikko. Vaatimusten noudattamista seurataan tarkkailemalla näitä fyysisen aktiivisuuden muistikortteja sekä tarkkailemalla sydämen ja hengitystiheyttä. Psykologi integroi käyttäytymisen muokkaamisen ja psykososiaalisen kasvatuksen opetustilaisuuksiin.

Käyttäytymisen muokkaamisen taitoja opetetaan painottaen keskustelun, mallintamisen, roolileikin ja ohjatun ongelmanratkaisun käyttöä. Keskustellaan muun muassa itsevalvonnasta, sitoutumisesta, rajojen asettamisesta, tottumusten muodostumisesta, tavoitteiden asettamisesta ja toimintasuunnitelmista, päätöksentekotaidoista ja itsevarmuudesta.

Interventio suoritetaan Louisiana State Universityn (LSU) Health Sciences Centerin hyvinvointikeskuksessa. Sekä ruokavalio- että liikuntaryhmät kokoontuvat lääketieteellistä seurantaa varten ja punnitsevat yksityisen huoneen vieressä olevassa kliinisessä tilassa, jossa on vaaka jokaisen viikoittaisen tunnin ensimmäisen 30 minuutin aikana.

Vain ruokavalion ryhmä kokoontuu luokkahuoneessa 30 minuutin lääketieteellisen seurannan ja punnituksen jälkeen. Käyttäytymismuutostunti kestää 30 minuuttia ja ravitsemuskasvatus noin 30-60 minuuttia. Ainoastaan ​​ruokavalioon ilmoittautuneet tutkimukseen osallistujat saavat joko proteiinimodifioitua pikaruokavaliota sekä vitamiinien ja kivennäisaineiden täydennystä, jota seuraa tasapainoinen, vähäkalorinen ruokavalio ja/tai kohtalainen, asteittainen harjoitusohjelma ja käyttäytymisohjeita. muutos.

Vain harjoitusryhmä kokoontuu suuressa monitoimihuoneessa 30 minuutin lääketieteellisen seurannan jälkeen ja punnitsee. Käyttäytymisen muutosluokka seuraa 30 minuuttia. Osallistujat hyödyntävät aerobisia laitteita, osallistuvat kulttuurisesti erityisiin tanssitunteihin, osallistuvat voimaharjoitteluun ja ulkona perheen kenttäurheiluun viereisellä yhteisöpuistoalueella noin 30-60 minuuttia. Osallistujat harjoittelevat leikkisästi, satunnaisesti ja jaksoittaisesti ohjaajan pohtiessa keskeisiä käsitteitä käyttämällä symboleja, musiikkia ja erilaisia ​​rekvisiitta.

12 viikon odotusajan jälkeen yhdistetyn ohjelman osallistujat kokoontuvat erillisessä monitoimihuoneessa ja osallistuvat kerran viikossa ruokavalio-, liikunta- ja käyttäytymismuutoksiin.