Életmód-beavatkozás a terhességre való felkészülésben (LIPP)

1. specifikus cél: Az életmódbeli beavatkozás terhességre való felkészülésben (LIPP) élettani jelentőségének vizsgálata az anyai és újszülöttkori anyagcserére és zsírosodásra.

Bevezetés/indoklás: Előzetes adataink azt mutatják, hogy a felügyelt életmódbeli beavatkozás jelentős súlycsökkenéshez, javult inzulinérzékenységhez, glükóztoleranciához és inkretin szekrécióhoz, valamint egészségesebb szív- és érrendszeri és testösszetételi eredményekhez vezet túlsúlyos és elhízott felnőtteknél. Arra számítunk, hogy a javasolt életmódbeli beavatkozás időzítése és végrehajtása hasonló egészségügyi előnyökkel jár a második terhességet tervező túlsúlyos/elhízott nőknél, és nagyobb inzulinérzékenységhez, csökkent inzulinszekrécióhoz és kisebb gyulladáshoz vezet. Ezek a fejlesztések azt eredményezik, hogy a túlzott tápanyagok (glükóz és lipidek) nem járulnak hozzá a túlzott magzati növekedéshez/elzsírosodáshoz. Ennek a Célnak a munkahipotézise az, hogy a GWG-vel ellentétben az elhízott anyák csökkent terhesség előtti inzulinérzékenysége okozza a legnagyobb klinikai eltérést a csecsemő zsírfelszaporodásában. Bár klinikailag a súly és a BMI csökkenésével számolunk a LIPP csoportban, az inzulinérzékenység és az anyagcsere-profil javulása a kulcsfontosságú fiziológiai mérőszám az újszülöttkori zsírszegénység csökkenése elsődleges kimeneteléhez, nem pedig a súlycsökkenés önmagában.

Az indoklás szerint az anya egészségi állapotát fiziológiai, sejtszintű és molekuláris szinten hatékonyan javító, a baba optimális zsírosodását eredményező életmódbeli beavatkozás végrehajtásának optimális időpontja a terhesség előtt van. Azoknál a nőknél, akik a szülés után fogynak, az újszülött születési súlya (elsősorban a zsírszövet) csökken a következő terhesség során, míg a hízóknál nő az újszülött születési súlya és elhízott. Feltételezzük, hogy az anya terhesség előtti metabolikus állapota meghatározza az obesogén méhen belüli környezetet, ami viszont befolyásolja a mitokondriális és lipidpályák placenta programozását (2. specifikus cél), valamint a baba testösszetételét. További indoklás az, hogy meg kell érteni, hogy a javult pregravid metabolikus állapot hogyan befolyásolja az anya fiziológiai és molekuláris funkcióját. Arra számítunk, hogy a LIPP-programot elvégző elhízott nők javult inzulin-szabályozott anyagcserével és csökkent inzulinrezisztenciával fognak terhességet vállalni, ezáltal elősegítve az újszülöttkori születési súly és zsírosodás csökkenését. Olyan édesanyákat fogunk toborozni, akik az MHMC-ben szülték meg első babájukat. Elismerjük, hogy ezek az anyák olyan demográfiai csoportot képviselnek, akik korlátozottan férnek hozzá a testedzési létesítményekhez vagy a családsegítő rendszerekhez, amelyek megkönnyítenék a testmozgásra való szabadidőt. A részvételi akadályok csökkentése érdekében a gyakorlatokat a helyi közösségi szabadidőközpontokban fogjuk lebonyolítani. A központokban gyermekfelügyeleti lehetőség van, és mi támogatjuk a költségeket, hogy a résztvevők elhozhassák babájukat a LIPP foglalkozásokra. A részvétel további növelése és a megtartás maximalizálása érdekében transzfert biztosítunk a rekreációs központokba és vissza. A szállítás támogatását a Cleveland Mt. Sinai Alapítvány. Életmód-beavatkozási fogyás fázis: A LIPP program célja a testtömeg 5-10%-ának megfelelő fogyás elősegítése. A 4 hónapos fogyókúrás fázis aerob edzésből áll, diétával és viselkedési tanácsadással a fogyás előidézése érdekében, amint azt a korábbi vizsgálatok sikeresen elérték. Kezdetben a felügyelt testmozgást a HRmax 55-60%-ánál írják elő, majd fokozatosan növelik, így 1-2 hét elteltével az alanyok a HRmax 75-85%-án (~65-70% VO2max) gyakorolnak. A felügyelt gyakorlat a futópadon való gyaloglásból/kocogásból és álló kerékpározásból áll, heti 3 nap, 60 perc/menet (azaz 500 kcal/menet). A nők minden edzés során pulzusmérőt (HR) viselnek (Polar Electro, Woodbury, NY), hogy vizuális visszajelzést kapjanak a személyre szabott pulzusszám-céljukról. A résztvevőknek azt tanácsoljuk, hogy napi ~500 kcal-val csökkentsék a kalóriabevitelt, hogy támogassák fogyási céljaikat. Az ajánlott étrend a kalória körülbelül 55%-át szénhidrátként, 25%-át zsírként és 20%-át fehérjeként biztosítja. A résztvevőket az összetett szénhidrátok fogyasztására és az egyszerű cukrok kerülésére utasítják. A fajlagos kalóriaszükségletet közvetett kalorimetriával és egy ülő (x1,3) fizikai aktivitás korrekciós tényezővel becsülik meg. Az energiabevitelt a Meal Snap élelmiszer-fotónapló alkalmazással becsüljük meg. A digitális fényképezés kiváló becslést ad az energiafelvételről (67). Azok a résztvevők, akik nem rendelkeznek okostelefonnal, a Cleveland Foundation támogatásán keresztül kapnak egyet.

A 72 órás diétás időszakra vonatkozó rekordokat megosztják a kutatócsoporttal a kalória- és tápanyagbevitel meghatározásához. A Meal Snap élelmiszeradatbázisa több mint 350 000 tételt tartalmaz. Egyes ételek azonban nem fognak szerepelni ebben az adatbázisban, ezért életmód-edzőink minden elfogyasztott ételt bevisznek étrendünk adatbázisába (NDSR, Minneapolis, MN), hogy megkönnyítsék a kalória- és makro-/mikro tápanyagbevitel elemzését. Az alanyok fényképeket készítenek az étkezés előtt és után, hogy megbecsüljék az elfogyasztott étel mennyiségét. Az adatokat a kiinduláskor és 2 hetes időközönként a kezdeti 16 hetes, felügyelt fogyási időszak során kapjuk meg.

Életmód-beavatkozás – Súlykontroll/Fenntartás: A terhesség előtti súlykontroll program (2A, 2B és 2C fázis) személyre szabott súlycsökkentési célok elérését hivatott elősegíteni olyan életmódbeli viselkedésmódok segítségével, amelyek magukban foglalják a testmozgást, az étrendet és a viselkedésmódosítást, és részben a a Look AHEAD próba. A beavatkozás egy eszköztár-koncepciót tartalmaz, amely segít elérni a fogyás céljait. Az életmód edzők személyre szabott oktatást adnak a fizikai aktivitásról/edzésről – 10 000 lépés/nap, a résztvevők pedig a FitBit Flex (Fitbit.com) segítségével követik nyomon a lépésszámot és az edzésidőt. A súlymegőrzés első szakaszában (2A) a nők heti 2 felügyelt csoportos foglalkozáson vesznek részt. Ezek a foglalkozások magukban foglalják a strukturált gyakorlatokat (pl. zumba, jazzercising, babakocsis séta), az étkezési fényképfelvételek áttekintését, ahol az étkezések történtek (otthon vagy távol; rögzítették az okostelefonos alkalmazásban), valamint viselkedési tanácsadást (életmód edzőjükkel). A résztvevőket napi 1200-1500 kcal (~55% szénhidrát, 25% zsír, 20% fehérje) fogyasztása javasolja, ha 113 kg alatt van, vagy 1500-1800 kcal/nap, ha >113 kg. Az étrendi adatokat 4 hetes időközönként elemzik a testtömeg fenntartási időszak alatt. Fontos, hogy az alanyok terhelésének minimalizálása, valamint a megőrzés és az adatgyűjtés maximalizálása érdekében a Lifestyle Coach nyomon követi a kalóriabevitelt a résztvevő fényképes naplója segítségével. Az egészséges életmódra vonatkozó döntések meghozatalát motiváló viselkedési stratégiák a következőket foglalják magukban: önellenőrzés (étel, aktivitás és testsúly, FitBit online források használata), célmeghatározás (lépések/nap, fogyás), ingerkontroll (pl. társasági étkezés, gyorsétterem, ülés). vs. állás), problémamegoldás (legyen nassolnivaló, otthoni testmozgás) és a visszaesés megelőzése (azaz nyaralás, alkohol, gyorsétterem, édességek, problémás ételek, kényszeres étkezés). 4 hónap és a kívánt fogyás után az alanyok a 2B fázisba lépnek. Ebben a fázisban az alanyok napi 10 000 lépést tesznek meg, de heti 1 felügyelt edzésen kell részt venniük. Ha az alanynak nem sikerül fenntartani a súlycsökkenést, amelyet az aktuális testtömeg 3%-ának megfelelő súlygyarapodásként határoznak meg, a résztvevők visszatérnek a 2A fázisba, ahol jobban felügyelt súlyszabályozást végeznek. Alternatív megoldásként, ha a súlycsökkenés 3 hónap után is megmarad, az alanyok a 2C fázisba jutnak a következő terhességig. A 2C fázis nem tartalmaz felügyelt gyakorlatokat. Az alany és az életmódedző azonban hetente telefonon beszélget, hogy áttekintse a fejlődést, beleértve a Fitbit edzésadatokat és az étrendet. Az adatok azt sugallják, hogy a telefonon szállított testsúlykontroll programok összehasonlíthatók a klinikailag megvalósított programokkal. A hívások során a résztvevők azt tanácsolják, hogy folytassák az edzést a 2B fázisban előírt intenzitással és időtartammal. Nyelvspecifikus étkezési és gyakorlati naplókkal látják el őket. Ezek a kalóriabevitel iránymutatására szolgálnak, és újabb bizonyítékot szolgáltatnak a megfelelőségről. A kontrollcsoportba véletlenszerűen besorolt ​​résztvevők a CRU táplálkozási szakértőjétől kapnak információkat a terhesség utáni étrendről/fogyásról, a LIPP táplálkozási szakértőtől (HB) eltérően, hogy csökkentsék a csoportok közötti keresztszennyeződést. Súlykontroll terhesség alatt: Minden LIPP és szokásos gondozási/kontroll csoportot az elsődleges szülészeti szolgáltató követ. Az MHMC OB/GYN osztálya a közelmúltban felülvizsgálta a túlsúlyos/elhízott nők kezelésére vonatkozó klinikai irányelveit az ACOG 2015. decemberi gyakorlati közleménye alapján (2). Minden túlsúlyos/elhízott nőnek táplálkozási tanácsadást kínál a terhesség korai szakaszában az MHMC Táplálkozási Osztályának regisztrált dietetikusa, szükség szerint utóellenőrző látogatásokkal a GWG támogatása érdekében az IOM irányelvei szerint. A táplálkozási terápia az egészséges táplálkozás egyénre szabása során figyelembe veszi az anyai pregravid BMI-t, az etnikai, kulturális és társadalmi tényezőket. Az elektronikus egészségügyi nyilvántartás (EPIC) grafikus GWG nomogramot tartalmaz, így a GWG-t minden egyes látogatás alkalmával ellenőrizni fogják. Minden alanyt arra ösztönöznek, hogy növeljék a fizikai aktivitást legalább napi 30 percig (elsősorban gyaloglás). A klinikai kezelés, például a magzati növekedés becslésére szolgáló ultrahang és a magzati felügyelet az ACOG ajánlásain alapul. A Lifestyle Coach továbbra is csak a LIPP alanyokkal követi nyomon a kutatási terv karbantartási szakaszában leírtak szerint.

Metabolikus kiértékelések: Az anyagcsere-kiértékeléseket a szülés utáni kiinduláskor (3 hónap - 2 hét) kell elvégezni. Az utóellenőrzésre 4 (+/-2 hét) és 12 hónap (+/-2 hét), majd 6 havonta (+/-2 hét) a terhesség előtt kerül sor, legfeljebb 24 hónapig. Amint az alany terhességének kormeghatározása és életképessége ultrahanggal igazolt, az anyagcsere-kiértékelések a terhesség 12-16. és 32-36. hetében folytatódnak.

Anyai testösszetétel: Az antropometriai mérések magukban foglalják a magasságot, a súlyt, valamint a csípő- és derékkörfogatot. A teljes testzsír mérése teljes test pletizmográfiával történik (Bod Pod; Cosmed, Róma, Olaszország). 76%-os hidratációs állandót fogunk alkalmazni a zsírmentes tömegre a késői terhesség alatt.

Nyugalmi energiaráfordítás: A nyugalmi metabolikus rátát (RMR) egy éjszakai böjt után határozzák meg a Cosmed OMNIA metabolikus kocsival (Cosmed, Róma Olaszország) tetőrendszerrel. A diétát úgy fogjuk ellenőrizni, hogy szabványos, energia-kiegyensúlyozott étkezést biztosítunk a vizsgálat előtti estén a CRU-tól. A résztvevők egy csendes, gyenge megvilágítású metabolikus szobában ellazulnak 30 percig, mielőtt 30 perces kilégzett levegőt mérnek. Megbecsülik az oxidatív és nem oxidatív glükóz metabolizmust, és vizeletmintákat vesznek a mérés előtt és után a nem fehérje RQ (NPRQ) kiszámítása érdekében. Ezeket az adatokat a 2. specifikus céllal együtt használjuk, és korrelációba kerülnek a mitokondriális funkció terhesség alatti változásával.

Gyakorlati kapacitás: A kiindulási, 4 és 6 hónapos időpontokban növekményes fokozatos futópad-tesztet kell végezni mindkét csoportban. Az oxigénfogyasztás (Jaeger OxyCon Pro/Delta System, Hoechberg, Németország), a pulzusszám és az észlelt terhelés értékelése a korábban leírtak szerint történik.

Inzulinérzékenység és a-sejt Funkció: 75 g-os orális glükóz tolerancia tesztet (OGTT) használnak az étkezés utáni glikémia, valamint az inzulinérzékenység és -szekréció értékelésére. Egy éjszakai böjt után az első 60 percben 10 perces időközönként, majd 20 perces időközönként vérmintát vesznek. A C-peptid adatait kombinált modell-megközelítéssel elemzik, hogy meghatározzák a máj előtti inzulinszekréciós sebességet, az inzulinérzékenységet, a diszpozíciós indexet, valamint az inzulin és a Cpeptid kinetikáját (73). A plazma glükózt a glükóz-oxidáz módszerrel (YSI; Yellow Springs, OH) mérjük.

Az inzulint a RIA (Millipore, Billerica, MA) fogja meghatározni. A GDM diagnózisa az ACOG által javasolt kritériumok alapján történik (74).

Enteroinsuláris tengelyre adott válaszok: Plazmamintákat vesznek (megfelelő adalékanyagokkal) az inkretin hormonok (glükagonszerű peptid-1 (GLP-1) és glükózfüggő inzulinotróp polipeptid (GIP) és jóllakottsághoz kapcsolódó bélpeptidek (kolecisztokinin (CCK)) mérésére. és YY (PYY) peptid. A méréseket statikus (éhgyomri) és dinamikus (glükóz-stimulált) körülmények között (10 perces időközönként 1 óráig) végezzük.

Metabolikus és gyulladásos biomarkerek: Éhgyomri vérmintákat vesznek a CBC, a TSH, a HbA1c, a lipid panel és az összes szabad zsírsav (FFA) mérésére. Az adipocitokineket (adiponektin, leptin interleukin-6, interleukin-8, TNF-a és hsCRP) ELISA-val (R&D Systems, Minneapolis, MN) mérjük. Az egyes alanyokból származó összes mintát -80 oC-on tároljuk, és a variabilitás csökkentése érdekében ugyanazt a vizsgálatot végezzük el.

Életminőség-kérdőív: Az SF-36 egészségügyi felmérést a kiinduláskor, 4 és 12 hónapos korban, majd 6 hónapos időközönként alkalmazzák a terhességig, hogy értékeljék az alany egészséggel kapcsolatos életminőségét. Ezek az adatok általános mérőszámot nyújtanak a fizikai és mentális egészségről a fizikai működés, a testi fájdalom, a fizikai, személyes vagy érzelmi problémák és a jólét miatti korlátok, az energia/fáradtság és az általános egészségi állapot felmérésén keresztül. Terhesség alatt a kérdőívet a 12-16. és a 32-36. héten adjuk ki.

Zsírtömeg mérése csecsemőknél: Nagy tapasztalattal rendelkezünk újszülöttek testösszetételének becslésében, és az egyik első központ voltunk, ahol beszerezték a Pea Pod-ot (gyermekkori levegő denzitometria), amely a CRU-ban található a Labor & Delivery és a szülés utáni időszakban. Mértékegység.

Inzulinrezisztencia születéskor: Születéskor köldökzsinórvért veszünk az inzulin és a glükóz számára, hogy megbecsüljük az inzulinrezisztenciát a HOMA segítségével. A teljes lipidprofilt, a CRP-t, valamint az IL-6-ot és a leptint (az újszülöttkori zsírtömeg kiváló markere) a köldökzsinórvérben mérjük a fent leírtak szerint.

Várható eredmények, kihívások és alternatív megközelítések:

Ennek a javaslatnak az elsődleges kimeneti mérőszáma az újszülöttek születéskor mért alacsonyabb zsírosodása a LIPP csoportban, összehasonlítva: 1) a kontrollcsoporttal és 2) az alany elsőszülöttjével. Másodlagos kimenetelként azt várjuk, hogy a következő terhesség előtt a LIPP jelentős javulást (abszolút és százalékos változásokat) fog eredményezni az anya súlyában és testösszetételében, és ami még fontosabb, javul az inzulinérzékenység, a béta-sejtek működése, a glükózra, a lipidekre és a gyulladásokra adott inkretinválasz. biomarkerek, összehasonlítva a Kontroll csoporttal. Arra is számítunk, hogy a LIPP-vel született csecsemőkben csökken az inzulinrezisztencia, a köldökzsinór-lipidek és a gyulladásos profilok a kontrollokhoz képest.

A toborzás jól felismerhető probléma az életmódbeli intervenciós próbák sikeres végrehajtása és befejezése szempontjából. Tekintettel azonban a fent részletezett újszerű toborzási stratégiára, a betegpopulációhoz való egyedülálló hozzáférésünkre és a terhesség alatti metabolikus kutatásban szerzett kiterjedt tapasztalatainkra, nem számítunk arra, hogy a toborzás leküzdhetetlen kihívást jelentene. Az első 4 évben 200 alanyt veszünk fel, és az összes anya/csecsemő értékelését a javasolt ütemterv szerint végezzük. Ha szükséges, alanyokat toborozunk a Cleveland Clinic és Egyetemi Kórházakból, mindkettő a Case Western Reserve University (CWRU) tagja. A megőrzési stratégiák magukban foglalják az ingyenes szállítást az edzésekre, az ingyenes gyermekgondozási szolgáltatást az életmód-foglalkozások alatt és a Lifestyle Coach-szal való konzultációt, a mobiltelefonos alkalmazásokat az alanyok adatbevitelével történő csökkentése érdekében, a rendszeres telefonos kapcsolattartást és a pénzügyi ösztönzőket, beleértve a csecsemő autósülését a szállításkor. .

Csapatunk kiemelkedő sikereket ért el a terhes nők megtartása terén a túlsúlyos és elhízott populációkban végzett korábbi anyagcsere-kutatásaink és életmódbeli beavatkozási tanulmányaink során (48,64). A jelenlegi javaslatban további stratégiák is szerepelnek a megtartás maximalizálása és a lemorzsolódás minimalizálása érdekében. Ide tartoznak az Életmód Coach telefonhívásai és e-mailjei, amelyek áttekintik és megerősítik a problémamegoldó és önellenőrzési készségeket, amint azt a Diabetes Prevention Program résztvevőinél leírták. Létrehozunk egy haveri rendszert is, ahol minden résztvevő barátja lesz egy másik résztvevőnek, a két haver közösen készíthet ételt, együtt edzhet, megoszthatja problémáit stb. A baráti rendszer azt az érzést ébreszti, hogy a vizsgálatban maradás nemcsak az egyén egészsége, hanem a haverja szempontjából is fontos. Amennyiben a LIPP programban résztvevő alanyok nem érik el a kitűzött súlycsökkentési célt, a CRU/CTSC metabolikus konyha erőforrásait felhasználva étkezéshelyettesítési stratégiát valósítunk meg, figyelemmel az anya szoptatástól függő kalória- és tápanyagszükségletére. Nem minden résztvevő fog teherbe esni. Mivel az elsődleges kimenetel az újszülöttkori elhízás, az alanyok, akik nem esnek teherbe, nem kerülnek bele az elsődleges elemzésbe, hanem a pregravid metabolikus javulásával kapcsolatos másodlagos elemzésekbe. Korábban terhes nők felvételével jelentősen csökken a meddőség kockázata. Arra számítunk, hogy a nők körülbelül 20%-a fog átélni spontán abortuszt, de továbbra is folytathatják és folytathatják korábbi részvételüket akár a LIPP, akár a kontrollcsoportban. Arra számítunk, hogy az alanyok körülbelül 25%-a esik le a teherbeesés előtt, további 15%-uk pedig a terhesség alatt. Mindegyik karba 100 alanyt veszünk fel, hogy figyelembe vegyük a 40%-os lemorzsolódás valószínűtlen eseményét. Egy még szigorúbb stratégiát alkalmazva jelentésünk szerint a legrosszabb forgatókönyv szerint csoportonként 50 alany esetében áll rendelkezésre statisztikai teljesítmény. Ha a megtartás elmarad az előrejelzésektől, további alanyokat veszünk fel az MHMC-hez és a CWRU-hoz kapcsolódó kórházakhoz. A CRU személyzete segít a köldökzsinórvér és a méhlepény gyűjtésében a szüléskor, valamint a Borsóhüvely testméréseinek végrehajtásában. Ha a Pea Pod berendezés meghibásodik, újszülöttkori antropometria segítségével becsüljük meg a testösszetételt.

Bár a LIPP alanyokat arra biztatjuk, hogy a program fenntartó szakaszában elhalasszák a második terhességet, a LIPP alanyokat csak akkor zárjuk ki, ha az első 4 hónapos fogyás fázisában teherbe esnek. A kontroll alanyok esetében a kizárás akkor következik be, ha az alany a szülés utáni 3 hónapos CRU randomizációs vizit előtt teherbe esik. A fogamzásgátlás alkalmazása ebben a fázisban a befogadás kritériuma. Nem minden LIPP alany fog foganni hasonló időpontban a 4 hónapos fogyókúrás beavatkozás után. A LIPP és a kontroll alanyok közötti terhességek közötti időt nem alkalmazzuk. A LIPP és a kontroll alany metabolikus állapotát (testösszetétel, inzulinérzékenység és válasz, stb.) fogjuk használni a CRU-ban a teherbeesés előtti utolsó metabolikus értékelésnél, mint a következő terhesség pregravid vagy alapállapotát. Mivel ez egy terhességi vizsgálat, csak nőket lehet toborozni. Mindazonáltal megvizsgáljuk a LIPP hímekre és nőstényekre gyakorolt ​​hatását, együtt és függetlenül, az ivar alapján.

Statisztikai megközelítés:

Az 1a specifikus cél elsődleges elemzése a LIPP és a Kontroll csoportok kezelési célú összehasonlítása az anyai inzulinérzékenység, BMI és zsírtömeg változása tekintetében. Az összehasonlításokat először kétmintás t-próbákkal végezzük el p=0,05 értéknél. Ha a zavaró tényezők egyensúlyhiányát észleljük a csoportokban, akkor lineáris regressziós modellek, amelyek jelentős eltéréseket tartalmaznak (pl. GDM) a kovariáns korrekciók végrehajtására szolgál. A szülés utáni 1 éves követési vizsgálataink (62,63) alapján 90%-os képességünk lesz az inzulinérzékenység abszolút vagy kovariánsan korrigált, 30%-os, és 80%-os képességünk akár 25%-os javulást észlelni. % a LIPP vs. Ellenőrző csoport. A megfelelő 95%-os konfidenciaintervallumokat (95% CI) jelentik a csoportok közötti abszolút vagy kovariáns korrigált különbségekre vagy százalékos javulásra az inzulinérzékenységben. A BMI változásának standard deviációját (SD) a randomizálástól a következő terhességig 5,1 kg/m2-re becsüljük. 90%-os teljesítményünk lesz a 2,6 kg/m2 BMI abszolút vagy kovariánsan korrigált különbségének kimutatására, 80%-os teljesítmény a 2,26 kg/m2 és 90%-os teljesítmény kimutatására a zsír abszolút vagy kovariánssal korrigált különbségének kimutatására. 5,9 kg-os tömeggel és 80%-os teljesítménnyel, hogy a második terhesség előtt 5,1 kg-os különbséget észleljünk a csoportok között. Az 1b specifikus cél elsődleges elemzése a LIPP és a kontroll újszülöttek kezelési szándék szerinti összehasonlítása a születéskori zsírtömeg tekintetében. Az összehasonlítást kétmintás t-próbával végezzük p=0,05 értéknél. Lineáris regressziót hajtanak végre, amely kovariánsként tartalmazza az alany első gyermekének testsúlyát (testösszetétel méréseket). Ha a zavaró tényezők (például terhességi kor) egyensúlyhiányát észleljük a csoportokban, lineáris regressziós modelleket alkalmazunk a kovariáns korrekció elvégzésére. Előzetes adataink alapján az újszülött zsírtömegének SD-jét a LIPP és a Kontroll csoportok között legfeljebb 225 g-ra becsüljük. Ha minden csoportban legalább 50 nő van (50%-os lemorzsolódást feltételezve), a t-teszt vagy a lineáris regresszió 90%-os ereje lesz a csoportok közötti 146 g zsírtömeg abszolút vagy kovariánsan korrigált különbségének kimutatására. 80%-os képességünk van arra, hogy a csoportok között akár 126 g zsírtömegű abszolút vagy kovariáns korrigált különbséget is észleljünk. Az újszülött zsírtömegének csoportok közötti abszolút vagy kovariánsan korrigált különbségére vonatkozó 95%-os CI-t kell jelenteni. A másodlagos elemzésekhez ugyanazt a statisztikai megközelítést alkalmazzuk. Előzetes adataink alapján a születési súly SD-jét 700 g-ra becsüljük; ha minden csoportban 50 újszülött van, akkor 90%-os képességünk lesz a születési súlyban 455 g abszolút vagy kovariáns korrigált különbség kimutatására, és 80%-os képességünk a csoportok közötti 393 g-os különbség kimutatására. A további másodlagos elemzések köldökzsinór-citokineket is tartalmaznak. Az összehasonlításokat kétmintás t-próbával végezzük p=0,05 szignifikancia szinten; mindazonáltal Mann-Whitney U-teszteket vagy naplótranszformációkat alkalmazunk, ha az adatok nem normál eloszlásúak. A kovariáns korrekciók végrehajtásához lineáris regressziós modelleket kell használni, beleértve a zavaró tényezőket is. Közzétett adataink (80) alapján a köldökzsinór IL-6 és a CRP szórását 3,4 pg/ml-re, illetve 7900 ng/ml-re becsüljük. Ha minden csoportban 50 nő van, akkor 90%-os képességünk lesz az IL-6 és a CRP szint 50%-os és 42%-os, illetve 80%-os 42%-os, illetve 36%-os javulásának kimutatására.

2. specifikus cél: Meghatározni azokat a molekuláris hatásokat, amelyek révén a terhesség előtt megkezdett életmódbeli beavatkozás javíthatja a placenta mitokondriális lipidoxidációját és felhalmozódását.

Bevezetés/indoklás: Adataink arra utalnak, hogy az elhízott nőknél a méhlepényben a mitokondriális defektusok jelen vannak a terhesség korai szakaszában, ami gátolja a placenta zsírsav-oxidációs kapacitását, és a zsírsavakat az észterezési útvonalakhoz és a lipid felhalmozódáshoz vezeti, ami potenciálisan megnövekedett tápanyag-elérhetőséghez vezethet. a magzat és a magasabb elhízottság időközben. Csoportunk kimutatta, hogy az elhízott, inzulinrezisztens nők méhlepényében más mitokondriális folyamatok, mint például a koleszterin transzport és a szteroidogenezis károsodnak. A placenta mitokondriális tartalmát (az mtDNS és a citrát szintáz aktivitása alapján értékelve) nem befolyásolja az anyai elhízás és az inzulinrezisztencia, ami arra utal, hogy a megfigyelt működési hibák a mitokondriális aktivitás változásaiból, nem pedig a számból erednek. A terhesség alatt megkezdett korábbi étrendi beavatkozások nem tudták megváltoztatni a placenta β-oxidációját vagy a magzati zsírlerakódást, valószínűleg azért, mert a beavatkozást a placenta mitokondriális funkciójának károsodása után kezdték meg. Arra számítunk, hogy a LIPP javítani fogja a placenta mitokondriális zsírsav-oxidációját, amely a korban mérhető lesz, és alacsonyabb zsírsav-észterezéssel és -felhalmozódással, valamint újszülöttkori zsírtömeggel jár. A hipotézis az, hogy az elhízott anyák csökkent inzulinérzékenysége és fokozott gyulladásos környezete rontja a mitokondriális β-oxidációt a fejlődő méhlepényben. A méhlepény anyagcseréjében a terhesség korai szakaszában kezdődő változások azok, amelyek a tápanyagellátás megváltozásához és a magzati zsírlerakódás növekedéséhez vezetnek. Indoklásunk azon alapul, hogy meg kell érteni, hogy a placenta lipidanyagcseréjében bekövetkezett változások hogyan közvetítik a javult pregravid metabolizmus újszülöttek zsírosodására gyakorolt ​​​​hatását. Arra számítunk, hogy a LIPP programban részt vevő elhízott nők méhlepényében javul a zsírsav-oxidáció, és csökken a lipidészterezés és -felhalmozódás. Ezen túlmenően azt várjuk, hogy ezek a változások korrelálnak az anyai gyulladás és inzulinrezisztencia csökkenésével a terhesség korai szakaszában, valamint az újszülöttkori zsírszegénységgel.

Várható eredmények és végpontok: Arra számítunk, hogy a kontroll csoporthoz képest a LIPP-ben szenvedő nők méhlepényében: 1) fokozott a-oxidáció, 2) csökkent zsírsav-észterezés, 3) alacsonyabb lipidtartalom, 4) megnövekedett a mitokondriális CPT1B aktivitása, a sebességet korlátozó enzim a p-oxidációban, és magasabb foszfortartalmú ACC, amely foszforilálva kevesebb malonil-CoA-t, a CPT1B fő gátló szabályozóját termeli, és 5) nincs különbség a mitokondriális tartalomban (mtDNS és citrát szintáz aktivitással mérve) . Arra is számítunk, hogy a mitokondriális β-oxidáció és a CPT1B aktivitás negatívan korrelál a korai terhesség anyai szérum gyulladásos citokin markereivel, valamint az inzulinrezisztenciával és az újszülött zsírosodásával.

Kísérleti tervezés: A 2. specifikus cél célkitűzéseit a placenta mitokondriális enzimaktivitásában és lipidmetabolizmusában bekövetkezett változások mérésével fogjuk elérni az 1. specifikus célban leírt kontroll- vagy LIPP-csoportba bevont nőknél. A méhlepényszövetet a szüléskor gyűjtik a vizsgálat összes résztvevőjétől és paraffinba ágyazva, vagy folyékony nitrogénben gyorsfagyasztva, és -80oC-on tárolva molekuláris elemzés céljából. A tervezett császármetszéssel szült nők egy részében (becsléseink szerint résztvevőink ~30%-a vagy N=15-18/csoport) friss méhlepényszövetet is gyűjtünk a lipidanyagcsere-aktivitás vizsgálatához.

A placenta lipidmetabolizmusa: Ezek a vizsgálatok jól beváltak az O'Tierney-Ginn laboratóriumban. A mitokondriális zsírsav-oxidációt (FAO) és az összes lipidté történő észterezést placenta explantátumokban hajtják végre a korábban leírtak szerint, bizonyos módosításokkal. A frissen izolált placenta-explantátumokat 100 µM hideg palmitát és 3H-palmitát (Moravek Radiochemicals) jelenlétében 18 órán át inkubáljuk. Az inkubációs periódus végén táptalajt kell gyűjteni a FAO-arány mennyiségi meghatározásához a 3H2O kimutatásával, Hughes gőzfázisú kiegyenlítési módszerével. Az összes lipiddé való észterezést úgy határozzuk meg, hogy a kezelt explantátumokat HPLC-minőségű acetonban homogenizáljuk, és szobahőmérsékleten egy éjszakán át keverés közben inkubáljuk. Az aceton-kivonat lipidszuszpenzió egy aliquot részét használjuk fel a radioaktív tartalom meghatározására folyadékszcintillációs számlálással. Az oxidációs és észterezési sebességet nmol palmitát/mg szövet/óra értékben határozzuk meg.

A méhlepény mitokondriumainak értékelése: A mitokondriumokat a fagyasztott placentaszövetből izoláljuk a korábban leírtak szerint. A lipidoxidáció (CPT1B) és a szintézis/észterezés (foszfo-ACC) aktivitás markereit a kereskedelemben kapható kitekkel (Cell Signaling, Abcam) mérjük az összes mintából izolált mitokondriumokban. A mitokondriális tartalom markereit (mtDNS és citrát-szintáz aktivitás) a teljes placentaszövetben mérjük minden mintában, a korábban leírtak szerint.

A méhlepény lipid felhalmozódása: A placenta teljes lipidtartalmát a Folch-módszerrel mérjük.

Várható kihívások és alternatívák: 1) In vitro oxidációs és észterezési vizsgálatokhoz csak tervezett császármetszéssel kiszállított méhlepényt használunk, hogy elkerüljük a szüléssel kapcsolatos változásokat. Kórházunkban az elhízott nők császármetszésének aránya ~40%. Konzervatív becslésünk szerint a lemorzsolódás 40-50%-a, majd a császármetszéssel szült alanyok 30%-a N=15-18/csoport. Előzetes adataink alapján ez megfelelő erőt hagy számunkra a placenta lipidanyagcseréjében a LIPP miatti különbségek kimutatására. A vizsgálat összes résztvevőjétől méhlepény-mintákat gyűjtünk a mitokondriális enzimaktivitási vizsgálatokhoz, így több résztvevőnél további értékelést biztosítunk a metabolikus aktivitásról. 2) A placenta mitokondriális zsírsav oxidációs kapacitását befolyásolhatja a mitokondriális szám, az oxidatív foszforilációs aktivitás és az energetikai hatékonyság (csatolás). A mitokondriális oxidatív foszforilációs kapacitás vagy energetikai hatékonyság felméréséhez frissen izolált mitokondriumokra és/vagy élő sejtekre van szükség, ami javaslatunk szerint túlzottan ambiciózus és költséges lenne, figyelembe véve a szállítás kiszámíthatatlanságát és a résztvevők nagy számát. Alternatív megoldásként megmérjük a mitokondriális tartalom markereit és a mitokondriális lipidmetabolizmus kulcsfontosságú enzimeit minden placenta mintában, hogy felmérjük a placenta zsírsav-oxidációjában bekövetkező változások mögött meghúzódó lehetséges mechanizmusokat. Ezenkívül az összes méhlepényből gyűjtött fagyasztott minták felhasználhatók az elektrontranszportban részt vevő enzimek (például ATP-szintáz) mérésére a mitokondriális oxidatív foszforiláció markereként.

Statisztikai elemzés: A 2. cél elsődleges célja a terhesség előtti életmódbeli beavatkozás hatásának meghatározása a placenta mitokondriális zsírsav-oxidációjára a terhesség alatt. Feltételezzük, hogy a placenta p-oxidációja magasabb lesz a LIPP csoportban. A csoportok közötti különbségek felmérésére kétmintás t-próbát vagy nem paraméteres Wilcoxon rang-összeg tesztet használunk a kezelési szándék elemzésére. Regressziós analízist alkalmazunk a placenta p-oxidációjának és enzimaktivitásának az anyai gyulladásos citokinszintekkel és az inzulinrezisztenciával való összefüggésének felmérésére a terhesség korai szakaszában, valamint az újszülött zsírtömegével, a terhességi korhoz és a nemhez való igazítással. A rendszer minden változóra leíró statisztikákat, például átlagot, mediánt és tartományt számít ki. Az elhízott nőkön végzett előzetes mitokondriális β-oxidációs adataink (38-14 nmol/mg/óra) alapján végzett teljesítmény- és mintanagyság-analízis azt mutatta, hogy az N=18/csoport minta 80%-os teljesítményt ér el a 25%-os különbség kimutatására csoportok kétmintás t-próbával 0,05 szignifikanciaszinttel.