Asma e obesità dieta contro esercizio

La nostra ipotesi principale è che gli SNP infiammatori possano regolare il grado della risposta infiammatoria, con l'obesità che modifica la gravità della malattia. In questo caso, l'asma che si sviluppa nel contesto dell'obesità dimostra la potenziale relazione deleteria tra uno specifico stato proinfiammatorio (obesità) e i regolatori genetici dell'infiammazione (SNP).

La nostra ipotesi secondaria propone che la perdita di peso a breve termine (12 settimane) con la sola dieta, ma non con il solo esercizio fisico, ridurrà l'infiammazione polmonare specifica e diminuirà le risposte pro-infiammatorie nelle adolescenti afroamericane obese con asma rispetto a un controllo in lista d'attesa gruppo che dopo le prime 12 settimane riceve una dieta combinata di 12 settimane più un programma di esercizi (controllo della lista d'attesa/combinato). Una terza ipotesi esplorativa propone che la frequenza degli SNP identificati sarà significativamente correlata alla quantità di perdita di grasso attraverso la dieta, l'esercizio o un programma combinato e sarà ulteriormente mediata da specifiche vie aeree e marcatori pro e anti-infiammatori. Gli obiettivi specifici includono:

1. Per determinare la frequenza dei polimorfismi a singolo nucleotide e degli aplotipi SNP nei geni pro e antinfiammatori nelle adolescenti afroamericane obese e non obese asmatiche e non asmatiche, 13-19 anni o età.
2. Per esaminare gli effetti della dieta o dell'esercizio fisico sull'infiammazione specifica del polmone (ossido nitrico esalato, [eNO]) e sulle risposte pro e antinfiammatorie nelle adolescenti afroamericane obese asmatiche e non asmatiche rispetto a un controllo in lista d'attesa/combinato gruppo.
3. Per determinare gli effetti degli SNP infiammatori nella modulazione di diversi marcatori infiammatori e infiammazione specifica del polmone (eNO) nelle adolescenti afroamericane obese asmatiche e non asmatiche prima e dopo la perdita di peso attraverso la dieta, l'esercizio o entrambi.

Condurremo un'analisi trasversale di 4 gruppi di donne adolescenti afroamericane (13-19 anni) come segue: Gruppo 1A: Obesi con asma Gruppo 1B: Non obesi con asma Gruppo 1C: Obesi non asmatici Gruppo 1D: Non -obesi, non asmatici

I pazienti inclusi in questa parte dello studio saranno adolescenti afroamericane asmatiche obese e non obese, di età compresa tra 13 e 19 anni, come definito dai Centri statunitensi per il controllo delle malattie (USCDC 2000 indice di massa corporea specifico per sesso (BMI) per età grafici di crescita Come controlli includeremo donne afroamericane obese, adolescenti non asmatiche e controlli sani di pari età (non obesi, non asmatici).

Assumendo un modello dominante, per un aplotipo di 5 SNP, un campione di 100 individui per gruppo (corrispondente 1:1) raggiungerebbe almeno l'80% di potenza per rilevare un OR di 1,5 per l'associazione dell'aplotipo con l'appartenenza al gruppo (come obesi con asma vs. non obesi con asma), a livello di significatività 0,05. Tutti gli altri confronti di gruppo assumerebbero le stesse condizioni, pertanto sono richiesti campioni di 100 per ciascuno dei gruppi.

Dopo che il genitore / tutore ha firmato il consenso informato, viene eseguito un esame medico generale e la storia e viene eseguito il test spirometrico per valutare la funzionalità polmonare di ciascun partecipante, verrà valutato lo stato di obesità. Per le ragazze risultate non obese durante la visita 1, saranno prelevati circa 30 ml di sangue periferico da 100 asmatici e 100 controlli di pari età sani non asmatici. Per i partecipanti obesi (100 asmatici e 100 non asmatici), i prelievi di sangue periferico saranno ottenuti durante la visita 2 (basale). Il sangue periferico sarà testato per l'emoglobina A1-C (HA1C), il profilo lipidico e per determinare la presenza di infiammazione e marcatori genetici. Un ulteriore campione di sangue da tutte le ragazze adolescenti afroamericane che partecipano allo studio sarà raccolto in tubi di eparina (2 tubi da 10 ml). Lo strato mononucleare sarà separato mediante gradienti di densità e caratterizzerà l'MDS circolante. La citometria a flusso verrà utilizzata per determinare la percentuale di MDSC monocitiche o granulocitiche utilizzando diversi anticorpi marcati con fluorescenza, inclusi anti-CD11b, CD14, CD15, CD33, CD66 e HLA-DR. Il DNA sarà estratto da DNAzol (Invitrogen Corp; Grand Island, NY). Per l'analisi SNP prevediamo di utilizzare il chip bead humanCNV370-Quad di lllumina (lllumina Inc, San Diego, CA). Questo chip consente l'analisi simultanea di oltre 370.000 SNP e utilizza solo 200 ng di DNA genomico. Inizialmente concentreremo la nostra analisi sugli SNP del gene delle citochine pro e antinfiammatorie (/LS, TNF, TGFB, ILIO, IL8, IL6, PTGS2, ARG1) e sugli SNP della leptina, del recettore della leptina e dell'adiponectina (Tabella 11) e i risultati saranno confermati da TaqMan come segue: il DNA genomico (5 ng) sarà denaturato a 95°C per 10 min e amplificato per 40 cicli di 15 sec a 92°C e 1 min a 58°C, in presenza di 2X TaqMan Universal Master Mix (Applied Biosystems), acqua e la rispettiva miscela di primer e sonda reporter (etichettata con FAM o VIC). La reazione sarà analizzata utilizzando uno strumento 7900 HT (Applied Biosystems), per la presenza del marcatore di fluorescenza VIC o FAM, o entrambi, utilizzando il Sequence Detection System (Applied Biosystems) per determinare il genotipo. I controlli includeranno individui di genotipo noto e spazi vuoti senza DNA. Inoltre, il 15% dei campioni verrà analizzato due volte in analisi separate e verrà confrontata la classificazione degli alleli. Gli individui di genotipo noto ei bianchi senza DNA saranno inclusi per ogni SNP in ogni lotto.

I test chi-quadrato, esatto di Fisher e t di Student saranno utilizzati per valutare la significatività statistica delle differenze nelle frequenze dei diversi SNP tra asmatici obesi, asmatici non obesi, non asmatici obesi e controlli sani. Le frequenze degli aplotipi saranno dedotte utilizzando modelli log-lineari incorporati in un algoritmo di massimizzazione delle aspettative. Le procedure di controllo della qualità (inclusa la valutazione dell'efficienza della genotipizzazione e dell'equilibrio di Hardy-Weinberg), la valutazione del linkage disequilibrium tra marcatori e l'analisi dell'associazione aplotipica saranno eseguite separatamente in obesi vs non obesi e asmatici vs non asmatici.

Dopo l'arruolamento, i partecipanti idonei saranno sottoposti a una visita di riferimento per includere un prelievo di sangue periferico di circa 30 ml, scansione DEXA (Dual Energy X-RAY Absorptiometry), ossido nitrico esalato (eNO) e idoneità allo studio secondo il medico dello studio. Dopo questa visita di riferimento, i partecipanti obesi con e senza asma saranno randomizzati a:

1) solo dieta, 2) solo esercizio o 3) lista d'attesa/intervento combinato (nessun intervento per 12 settimane seguito da dieta ed esercizio combinati).

Saranno reclutati circa 110 soggetti per trattamento e gruppo di controllo. Supponendo un tasso di abbandono del 20%, manterremo 360 soggetti, 90 per gruppo, che forniranno un potere statistico adeguato per:

1. rilevare differenze significative nell'eNO tra solo dieta, solo esercizio fisico, programma combinato o un gruppo di controllo in lista d'attesa di donne asmatiche obese afroamericane e non asmatiche secondo i calcoli di potenza della dimensione del campione di seguito e;
2. come parte dell'obiettivo esplorativo 3, determinare gli effetti degli SNP infiammatori nella modulazione dei marcatori infiammatori e dell'eNO nelle adolescenti afroamericane obese asmatiche e non asmatiche prima e dopo la perdita di peso attraverso la dieta, l'esercizio o entrambi come da campione calcolo della potenza dimensionale).

Modalità di intervento:

I gruppi di trattamento riceveranno il programma di modifica del comportamento Trim Kids, ma i materiali di intervento saranno specifici solo per i trattamenti dietetici o solo per l'esercizio fisico. Asmatici non obesi e non obesi, non asmatici fungeranno da controlli per l'obiettivo esplorativo e parteciperanno solo a visita medica generale, spirometria e analisi del sangue. Genitori e bambini partecipano a una sessione completa settimanale di due ore per un periodo di tempo consigliato. La supervisione e la guida medica sono fornite da un medico o da un infermiere ad ogni sessione al fine di aumentare la compliance e monitorare gli effetti collaterali.

Gestione dell'asma: Escluderemo le persone con asma grave o non controllato. Nel caso di attacchi acuti di asma i partecipanti saranno gestiti secondo un piano d'azione per l'asma scritto e rivisto, con l'uso di farmaci per l'asma o S-agonisti come Albuterol e, se necessario, con un breve ciclo di altri farmaci. Ai partecipanti asmatici coinvolti nel gruppo di intervento sarà inoltre richiesto di utilizzare una dose pre-esercizio di farmaci per l'asma prima della partecipazione a ciascuna sessione di esercizi o saranno esclusi da quella sessione. Qualsiasi esacerbazione verrà registrata e i partecipanti potranno contattare un operatore sanitario e, se necessario, verranno indirizzati ai servizi di emergenza. In caso di esacerbazione più grave o peggioramento progressivo, il partecipante verrà trattato secondo lo standard di cura e rimosso dallo studio se il trattamento antinfiammatorio cronico o prolungato è considerato una priorità.

L'educazione alimentare comprende una serie di attività di apprendimento, che sono specifiche per le esigenze di ciascun gruppo man mano che progrediscono attraverso le diverse fasi del programma di trattamento. Ai bambini vengono fornite liste di controllo della frequenza alimentare facili da usare da compilare ogni settimana.

I protocolli di esercizio da utilizzare in questo studio si baseranno sul protocollo di esercizio Trim Kids, che adatta le raccomandazioni alle condizioni mediche del bambino (comorbilità come l'asma), allo stato di peso e al livello di forma fisica. Tutte le raccomandazioni sugli esercizi seguiranno le linee guida dell'American Thoracic Society (ATS), dell'American Academy of Pediatrics (AAP) e dell'American Academy of Sports Medicine (ACSM). Le sessioni di allenamento presso il centro benessere LSUHSC saranno supervisionate da istruttori e personal trainer certificati ACSM. Durante ogni sessione di 12 settimane del programma, le attività di esercizio corrispondono alla condizione fisica di obesità del gruppo e alla capacità di comprendere, sintetizzare e applicare le informazioni sulla salute e sul fitness alle situazioni della vita quotidiana. I bambini ricevono un video di esercizi contenente una routine di esercizi da eseguire a casa. Vengono inoltre fornite schede per registrare il numero di minuti di attività fisica che svolgono ogni settimana. La conformità viene monitorata osservando queste schede di registrazione dell'attività fisica e monitorando la frequenza cardiaca e respiratoria. La modifica del comportamento e l'educazione psicosociale sono integrate nelle sessioni educative da uno psicologo.

Le abilità di modifica del comportamento vengono insegnate sottolineando come vengono utilizzate la discussione, la modellazione, il gioco di ruolo e la risoluzione guidata dei problemi. Vengono discussi argomenti come l'automonitoraggio, l'impegno, la definizione dei limiti, la formazione delle abitudini, la definizione degli obiettivi e i piani d'azione, le capacità decisionali e la formazione sull'assertività.

L'intervento sarà condotto presso la struttura per il benessere del centro di scienze della salute della Louisiana State University (LSU). Entrambi i gruppi di dieta ed esercizio fisico si incontreranno per il monitoraggio medico e peseranno in un'area clinica adiacente a una stanza privata con una bilancia durante i primi 30 minuti di ogni lezione settimanale.

Il gruppo solo dieta si incontrerà in un'aula dopo il monitoraggio medico di 30 minuti e il peso. Seguiranno lezioni di modifica del comportamento per 30 minuti e educazione alimentare per circa 30-60 minuti. I partecipanti allo studio arruolati nell'intervento di sola dieta saranno inseriti in una dieta veloce modificata con proteine ​​più l'integrazione di vitamine e minerali, seguita da una dieta equilibrata, ipocalorica e/o un'intensità moderata, un programma di esercizi progressivi e verranno fornite istruzioni sul comportamento modifica.

Il gruppo di soli esercizi si incontrerà nella grande sala polivalente dopo il monitoraggio medico di 30 minuti e si pesi. Seguirà una lezione di modifica del comportamento per 30 minuti. I partecipanti utilizzeranno l'attrezzatura aerobica, parteciperanno a lezioni di danza culturalmente specifiche, parteciperanno all'allenamento della forza e agli sport all'aperto per famiglie in un'area adiacente del parco della comunità per circa 30-60 minuti. I partecipanti si esercitano in modo giocoso, sporadico e intermittente mentre l'istruttore discute i concetti chiave usando simboli, musica e vari oggetti di scena.

Dopo un periodo di attesa di 12 settimane, i partecipanti al programma combinato si incontreranno in una sala polivalente separata e parteciperanno a sessioni di dieta, esercizio fisico e modifica del comportamento una volta alla settimana.