Régime pour l'asthme et l'obésité par rapport à l'exercice

Notre hypothèse principale est que les SNP inflammatoires peuvent réguler le degré de la réponse inflammatoire, l'obésité modifiant la sévérité de la maladie. Dans ce cas, l'asthme qui se développe dans un contexte d'obésité démontre la relation délétère potentielle entre un état pro-inflammatoire spécifique (obésité) et les régulateurs génétiques de l'inflammation (SNP).

Notre hypothèse secondaire propose que la perte de poids à court terme (12 semaines) par le régime seul, mais pas par l'exercice seul, réduise l'inflammation spécifique des poumons et diminue les réponses pro-inflammatoires chez les adolescentes obèses afro-américaines souffrant d'asthme par rapport à un contrôle sur liste d'attente groupe qui, après leurs 12 semaines initiales, reçoivent ensuite un régime combiné de 12 semaines plus un programme d'exercices (contrôle de la liste d'attente/combiné). Une troisième hypothèse exploratoire propose que la fréquence des SNP identifiés sera significativement liée à la quantité de perte de graisse par le régime, l'exercice ou un programme combiné et sera en outre médiée par des voies respiratoires spécifiques et des marqueurs pro-et anti-inflammatoires. Les objectifs spécifiques incluent :

1. Déterminer la fréquence des polymorphismes mononucléotidiques et des haplotypes SNP dans les gènes pro- et anti-inflammatoires chez les adolescentes afro-américaines obèses et non obèses asthmatiques et non asthmatiques, âgées de 13 à 19 ans.
2. Examiner les effets du régime alimentaire ou de l'exercice sur l'inflammation spécifique des poumons (oxyde nitrique expiré, [eNO]) et les réponses pro- et anti-inflammatoires chez les adolescentes afro-américaines obèses asthmatiques et non asthmatiques par rapport à une liste d'attente contrôle/combiné groupe.
3. Déterminer les effets des SNP inflammatoires dans la modulation de plusieurs marqueurs inflammatoires et de l'inflammation spécifique des poumons (eNO) chez les adolescentes afro-américaines obèses asthmatiques et non asthmatiques avant et après la perte de poids par l'alimentation, l'exercice ou les deux.

Nous effectuerons une analyse transversale de 4 groupes d'adolescentes afro-américaines (13-19 ans) comme suit : Groupe 1A : Obèses asthmatiques Groupe 1B : Non obèses asthmatiques Groupe 1C : Obèses non asthmatiques Groupe 1D : Non - obèses, non asthmatiques

Les patientes incluses dans cette partie de l'étude seront des adolescentes afro-américaines asthmatiques obèses et non obèses, âgées de 13 à 19 ans, telles que définies par les Centers for Disease Control des États-Unis (USCDC 2000 sex-specific Body Mass Index (BMI)-for-age courbes de croissance. Comme témoins, nous inclurons des adolescentes afro-américaines obèses, non asthmatiques et des témoins en bonne santé appariés selon l'âge (non obèses, non asthmatiques).

En supposant un modèle dominant, pour un haplotype de 5 SNP, un échantillon de 100 individus par groupe (appariement 1: 1) atteindrait au moins 80% de puissance pour détecter un OR de 1,5 pour l'association de l'haplotype avec l'appartenance au groupe (comme obèses asthmatiques vs non obèses asthmatiques), au seuil de signification de 0,05. Toutes les autres comparaisons de groupe supposeraient les mêmes conditions, donc des échantillons de 100 pour chacun des groupes sont nécessaires.

Une fois que le parent / tuteur a signé le consentement éclairé, un examen médical général et des antécédents sont effectués, et des tests de spirométrie sont effectués pour évaluer la fonction pulmonaire de chaque participant, le statut d'obésité sera évalué. Pour les filles jugées non obèses lors de la visite 1, environ 30 ml de sang périphérique seront prélevés sur 100 asthmatiques et 100 témoins appariés selon l'âge en bonne santé non asthmatiques. Pour les participants obèses (100 asthmatiques et 100 non-asthmatiques), des prélèvements sanguins périphériques seront effectués lors de la visite 2 (référence). Le sang périphérique sera testé pour un profil lipidique de l'hémoglobine A1-C (HA1C) et pour déterminer la présence d'inflammation et de marqueurs génétiques. Un échantillon de sang supplémentaire de toutes les adolescentes afro-américaines participant à l'étude sera prélevé dans des tubes d'héparine (2 tubes de 10 ml). La couche mononucléaire sera séparée à l'aide de gradients de densité et caractérisera la MDS circulante. La cytométrie en flux sera utilisée pour déterminer le pourcentage de MDSC monocytaires ou granulocytaires à l'aide de plusieurs anticorps marqués par fluorescence, notamment les anti-CD11b, CD14, CD15, CD33, CD66 et HLA-DR. L'ADN sera extrait par DNAzol (Invitrogen Corp; Grand Island, NY). Pour l'analyse SNP, nous prévoyons d'utiliser la puce à billes humanCNV370-Quad de lllumina (lllumina Inc, San Diego, CA). Cette puce permet l'analyse simultanée de plus de 370 000 SNP et n'utilise que 200 ng d'ADN génomique. Nous concentrerons dans un premier temps notre analyse sur les SNP des gènes de cytokines pro- et anti-inflammatoires (/LS, TNF, TGFB, ILIO, IL8, IL6, PTGS2, ARG1) et les SNP de la leptine, du récepteur de la leptine et de l'adiponectine (Tableau 11) et les les résultats seront confirmés par TaqMan comme suit : l'ADN génomique (5 ng) sera dénaturé à 95°C pendant 10 min et amplifié pendant 40 cycles de 15 sec à 92°C et 1 min à 58°C, en présence de 2X TaqMan Universal Master Mix (Applied Biosystems), de l'eau et le mélange respectif d'amorce et de sonde reporter (marqué avec FAM ou VIC). La réaction sera analysée à l'aide d'un instrument 7900 HT (Applied Biosystems), pour la présence de marqueur de fluorescence VIC ou FAM, ou les deux, en utilisant le Sequence Detection System (Applied Biosystems) pour déterminer le génotype. Les témoins comprendront des individus de génotype connu et des blancs sans ADN. De plus, 15 % des échantillons seront analysés deux fois dans des tests séparés et la classification des allèles sera comparée. Les individus de génotype connu et les blancs sans ADN seront inclus pour chaque SNP dans chaque lot.

Les tests Chi-carré, Fisher exact et Student-t seront utilisés pour évaluer la signification statistique des différences de fréquences des différents SNP entre les asthmatiques obèses, les asthmatiques non obèses, les non asthmatiques obèses et les témoins sains. Les fréquences des haplotypes seront déduites à l'aide d'une modélisation log-linéaire intégrée dans un algorithme de maximisation des attentes. Les procédures de contrôle de la qualité (y compris l'évaluation de l'efficacité du génotypage et de l'équilibre de Hardy-Weinberg), l'évaluation du déséquilibre de liaison entre les marqueurs ainsi que l'analyse de l'association des haplotypes seront effectuées séparément chez les obèses par rapport aux non-obèses et les asthmatiques par rapport aux non-asthmatiques.

Après l'inscription, les participants éligibles subiront une visite de référence pour inclure environ 30 ml de prélèvement de sang périphérique, une analyse d'absorptiométrie à rayons X à double énergie (DEXA), l'oxyde nitrique expiré (eNO) et l'éligibilité à l'étude par le médecin de l'étude. À la suite de cette visite de référence, les participants obèses avec et sans asthme seront randomisés pour :

1) régime uniquement, 2) exercice uniquement ou 3) liste d'attente/intervention combinée (aucune intervention pendant 12 semaines suivie d'un régime et d'exercice combinés).

Environ 110 sujets seront recrutés par groupe de traitement et groupe témoin. En supposant un taux d'attrition de 20 %, nous maintiendrons 360 sujets, 90 par groupe, ce qui fournira une puissance statistique adéquate pour :

1. détecter des différences significatives dans l'eNO entre le régime uniquement, l'exercice uniquement, le programme combiné ou un groupe témoin sur liste d'attente de femmes afro-américaines obèses asthmatiques et non asthmatiques selon les calculs de puissance de taille d'échantillon ci-dessous et ;
2. dans le cadre de l'objectif exploratoire 3, déterminer les effets des SNP inflammatoires dans la modulation des marqueurs inflammatoires et de l'eNO chez les adolescentes afro-américaines obèses asthmatiques et non asthmatiques avant et après la perte de poids par l'alimentation, l'exercice ou les deux selon l'échantillon calculs de puissance de taille).

Modalités d'intervention :

Les groupes de traitement recevront le programme de modification du comportement Trim Kids, mais le matériel d'intervention sera spécifique aux traitements de régime uniquement ou d'exercice uniquement. Les asthmatiques non obèses et non obèses, non asthmatiques serviront de témoins pour le but exploratoire et participeront à un examen médical général, spirométrie et prise de sang uniquement. Les parents et les enfants assistent à une séance hebdomadaire complète de deux heures pendant une période recommandée. Une surveillance et des conseils médicaux sont assurés par un médecin ou une infirmière à chaque séance afin d'augmenter l'observance et de surveiller les effets secondaires.

Prise en charge de l'asthme : Nous exclurons les personnes souffrant d'asthme sévère ou non maîtrisé. Dans le cas de crises d'asthme aiguës, les participants seront pris en charge conformément à un plan d'action contre l'asthme écrit et révisé, avec l'utilisation de médicaments contre l'asthme ou d'agonistes S comme l'albutérol, et si nécessaire avec une courte cure d'autres médicaments. Les participants asthmatiques impliqués dans le groupe d'intervention devront également utiliser une dose pré-exercice de médicaments contre l'asthme avant de participer à chaque séance d'exercice ou seront exclus de cette séance. Toute exacerbation sera enregistrée et les participants pourront contacter un prestataire de santé et, si nécessaire, seront référés aux services d'urgence. En cas d'exacerbation plus sévère ou d'aggravation progressive, le participant sera traité selon les normes de soins et retiré de l'étude si un traitement anti-inflammatoire chronique ou prolongé est considéré comme prioritaire.

L'éducation nutritionnelle comprend une série d'activités d'apprentissage, qui sont spécifiques aux besoins de chaque groupe à mesure qu'ils progressent à travers les différentes étapes du programme de traitement. Les enfants reçoivent des listes de contrôle de fréquence alimentaire faciles à utiliser à remplir chaque semaine.

Les protocoles d'exercices à utiliser dans cette étude seront basés sur le protocole d'exercices Trim Kids, qui adapte les recommandations à l'état de santé de l'enfant (comorbidités telles que l'asthme), à ​​son poids et à son niveau de forme physique. Toutes les recommandations d'exercices suivront les directives de l'American Thoracic Society (ATS), de l'American Academy of Pediatrics (AAP) et de l'American Academy of Sports Medicine (ACSM). Les séances d'exercices au centre de bien-être LSUHSC seront supervisées par des instructeurs certifiés ACSM et des entraîneurs personnels. Au cours de chaque session de 12 semaines du programme, les activités d'exercice correspondent à la condition physique d'obésité du groupe et à sa capacité à comprendre, synthétiser et appliquer les informations sur la santé et la condition physique aux situations de la vie quotidienne. Les enfants reçoivent une vidéo d'exercices contenant une routine d'exercices à effectuer à la maison. Ils reçoivent également des cartes pour enregistrer le nombre de minutes d'activité physique qu'ils effectuent chaque semaine. La conformité est contrôlée en observant ces fiches d'activité physique et en surveillant le rythme cardiaque et respiratoire. La modification du comportement et l'éducation psychosociale sont intégrées dans des séances éducatives par un psychologue.

Les compétences de modification du comportement sont enseignées en insistant sur la manière dont la discussion, la modélisation, le jeu de rôle et la résolution guidée de problèmes sont utilisés. Des sujets tels que l'autosurveillance, l'engagement, l'établissement de limites, la formation d'habitudes, l'établissement d'objectifs et de plans d'action, les compétences de prise de décision et la formation à l'affirmation de soi sont abordés.

L'intervention sera menée au centre de bien-être du centre des sciences de la santé de la Louisiana State University (LSU). Les groupes de régime et d'exercice se réuniront pour un suivi médical et se pèseront dans une zone clinique adjacente à une salle privée avec une balance pendant les 30 premières minutes de chaque cours hebdomadaire.

Le groupe de régime uniquement se réunira dans une salle de classe après la surveillance médicale et la pesée de 30 minutes. La classe de modification du comportement suivra pendant 30 minutes et l'éducation nutritionnelle pendant environ 30 à 60 minutes. Les participants à l'étude inscrits à l'intervention sur le régime alimentaire uniquement seront placés soit sur un régime rapide modifié en protéines plus une supplémentation en vitamines et minéraux, suivi d'un régime hypocalorique équilibré et/ou d'un programme d'exercices progressifs d'intensité modérée, et recevront des instructions sur le comportement modification.

Le groupe d'exercice uniquement se réunira dans la grande salle polyvalente après le suivi médical de 30 minutes et la pesée. Le cours de modification du comportement suivra pendant 30 minutes. Les participants utiliseront l'équipement d'aérobic, assisteront à des cours de danse adaptés à leur culture, participeront à des exercices de musculation et à des sports de terrain familiaux en plein air dans un parc communautaire adjacent pendant environ 30 à 60 minutes. Les participants s'exercent de manière ludique, sporadique et intermittente pendant que l'instructeur discute des concepts clés à l'aide de symboles, de musique et de divers accessoires.

Après une période d'attente de 12 semaines, les participants au programme combiné se réuniront dans une salle polyvalente séparée et participeront à des séances de régime, d'exercice et de modification du comportement une fois par semaine.