El Sendero: Pathways to Health Studio

Questo progetto continuerà il nostro lavoro in due coorti di nascita di diadi latine madre-bambino (NCT04434027 e NCT03141346) attraverso una serie di nuove valutazioni all'età di 6 anni, con particolare attenzione all'esame del ruolo delle esposizioni nutrizionali precoci, delle esposizioni a tossine ambientali e sociali determinanti della salute (SDOH) su adiposità, comportamenti alimentari, struttura e funzione cerebrale, esiti cognitivi e rischio di malattie croniche. Questa raccolta di valutazioni a 6 anni è finanziata da due sovvenzioni (R01 DK110793 01A1 e P50 MD017344). È stato dimostrato che il latte materno contiene alcuni macronutrienti (oligosaccaridi del latte umano; HMO) che variano notevolmente tra le donne. La ricerca del nostro laboratorio ha recentemente caratterizzato le associazioni di HMO con l'obesità infantile, i comportamenti alimentari e lo sviluppo del cervello, nonché i cambiamenti dinamici negli HMO nel corso dell'allattamento al seno e suggerisce che questi fattori sono predittori significativi dell'aumento di peso e dell'adiposità infantile. Inoltre, abbiamo già ottenuto misure individuali dettagliate dell'esposizione all'inquinamento atmosferico ambientale e vicino alla strada dalla gravidanza ai 2 anni di età. Il nostro precedente lavoro in un sottogruppo di partecipanti della coorte proposta ha rilevato che una maggiore esposizione prenatale agli inquinanti atmosferici ambientali era associata a una maggiore crescita e adiposità infantile dopo aggiustamento per sesso ed età del bambino, BMI pre-gravidanza, allattamento al seno, età materna, stagione di nascita , e SES. Conducendo un follow-up a lungo termine con risultati più rigorosi all'età di 6 anni, saremo in grado di determinare in modo più definitivo se e in che modo l'alimentazione precoce, in particolare HMO specifici, influisce sul rischio di malattie croniche nei bambini latini e in che modo l'esposizione ambientale a tossine e l'ambiente alimentare può esacerbare questi effetti sulla salute. Qui, esploreremo:

1. L'impatto dell'esposizione infantile alle tossine ambientali sui marcatori subclinici del rischio di malattia cronica all'età di 6 anni. Ipotizziamo che l'esposizione a tossine ambientali (inquinanti atmosferici, CalEnviroScreen) sia univocamente associata a misure longitudinali del peso del bambino e marcatori subclinici di rischio di malattia (distribuzione del grasso, grasso del fegato, scarso controllo glicemico e profilo lipidico sierico) all'età di 6 anni.
2. L'impatto dell'esposizione infantile alle tossine ambientali e alla nutrizione, in particolare agli HMO 2'FL, LNFPI, LNFPII, LNnT e LNH, nella prima infanzia sull'adiposità e sul rischio di malattie croniche all'età di 6 anni. Ipotizziamo che l'alimentazione infantile (alimentazione artificiale/tipo, esposizione a HMO nel latte materno) e la dieta infantile (SSB/J) saranno associate all'adiposità (grasso sottocutaneo, viscerale e del fegato) all'età di 6 anni e che questo sarà mediato riducendo l'alimentazione in assenza di fame e altri marcatori subclinici di rischio di malattia.
3. L'impatto dell'esposizione infantile a HMO contenenti fucosio e acido sialico sullo sviluppo del cervello all'età di 6 anni utilizzando misure basate su immagini della struttura del cervello (MRI anatomica), funzione (fMRI dello stato di riposo), flusso sanguigno (etichettatura dello spin arterioso), mielinizzazione e microstruttura del tessuto (imaging del tensore di diffusione) così come i risultati cognitivi. Ipotizziamo che l'accesso limitato al cibo e altri SDOH negativi saranno a) indipendentemente associati a obesità infantile, grasso epatico più elevato, scarso controllo glicemico e/o lipidi; e b) interagire con l'alimentazione infantile, la dieta infantile e l'esposizione alle tossine per avere effetti sinergici sui marcatori di malattia a 6 anni.
4. L'impatto dell'allattamento al seno (al seno rispetto al biberon) e il cambiamento del profilo HMO sull'alimentazione in assenza di fame all'età di 6 anni e le differenze strutturali e funzionali nelle aree chiave del cervello coinvolte nella regolazione dell'appetito (corteccia frontale, gangli, ippocampo, ipotalamo). Ipotizziamo che gli HMO 2'FL, 3FL e 3'SL saranno associati a migliori esiti cerebrali, come mantello corticale più spesso e ridotta anisotropia frazionaria (FA) della materia grigia corticale, ridotta perfusione a riposo della materia grigia corticale, ridotta diffusività nei tratti della sostanza bianca, misure più forti della connettività funzionale a riposo e un migliore funzionamento cognitivo. Ipotizziamo inoltre che i cambiamenti nelle misure della materia grigia corticale mediano l'associazione di specifici HMO con le prestazioni cognitive nella prima infanzia.
5. L'impatto dell'ambiente alimentare e della SDOH più ampia sui marcatori subclinici di malattie croniche e come queste relazioni possono esacerbare gli effetti della cattiva alimentazione e delle tossine ambientali. Ipotizziamo che l'allattamento al seno di durata più lunga, e quindi una maggiore esposizione agli HMO, sarà associato a un'alimentazione ridotta in assenza di fame, e questa associazione sarà mediata da un mantello corticale più spesso e da una riduzione dell'AF nelle suddette regioni cerebrali associate alla regolazione dell'appetito .

Esposizioni:

Inquinamento dell'aria ambiente: gli indirizzi verranno utilizzati per generare coordinate x, y di latitudine e longitudine, geoID e tratti di censimento. Questi elementi spaziali saranno utilizzati per interrogare diversi database per generare nuove variabili di esposizione sociale e ambientale geocodificate. Inoltre, le date di nascita dei bambini verranno utilizzate per assegnare le stime di esposizione all'inquinamento atmosferico e le variabili contestuali della comunità per le finestre temporali rilevanti nella prima infanzia fino ai 6 anni di età. L'inquinamento dell'aria ambiente sarà misurato assegnando le esposizioni a PM2.5, NO2 e O3 utilizzando risultati di modelli ibridi sviluppati da un team guidato dal Dr. Joel Schwartz (Harvard) nel corso di molti anni.

Near-Roadway Air Pollution (NRAP): gli indirizzi verranno utilizzati per generare coordinate x, y di latitudine e longitudine, geoID e tratti di censimento. Questi elementi spaziali saranno utilizzati per interrogare diversi database per generare nuove variabili di esposizione sociale e ambientale geocodificate. Inoltre, le date di nascita dei bambini verranno utilizzate per assegnare le stime di esposizione all'inquinamento atmosferico e le variabili contestuali della comunità per le finestre temporali rilevanti nella prima infanzia fino ai 6 anni di età. NRAP è una miscela complessa di particelle e gas, tra cui particolato, composti organici, carbonio elementare e idrocarburi policiclici aromatici. In questo studio, l'esposizione NRAP sarà caratterizzata utilizzando il modello di dispersione della qualità dell'aria CALINE4 che incorpora HERE (www.here.com) geometria dettagliata della carreggiata, volumi di traffico da Streetlytics™ di Citilabs, Inc. (www.citilabs.com), tassi di emissione dei veicoli dal modello EMFAC2017 di CARB e trasporto e dispersione atmosferica (utilizzando la velocità del vento, la direzione del vento, la stabilità atmosferica e l'altezza dello strato di miscelazione).

Determinanti sociali della salute (SDH): gli indirizzi verranno utilizzati per generare coordinate x, y di latitudine e longitudine, geoID e tratti di censimento. Questi elementi spaziali saranno utilizzati per interrogare diversi database per generare nuove variabili di esposizione sociale e ambientale geocodificate. Inoltre, le date di nascita dei bambini verranno utilizzate per assegnare le stime di esposizione all'inquinamento atmosferico e le variabili contestuali della comunità per le finestre temporali rilevanti nella prima infanzia fino ai 6 anni di età. Per acquisire SHD, utilizzeremo sia dati a livello individuale ottenuti da strumenti auto-riportati sia dati a livello di contesto ottenuti attraverso la geocodifica e l'arricchimento dei dati dei partecipanti. Per la nostra analisi geospaziale, utilizzando gli indirizzi di casa dei pazienti, assegneremo coordinate geografiche (x, y) utilizzando il software GIS, che sono unite spazialmente o associate ai poligoni del tratto di censimento in cui ricadono. Ad ogni punto viene aggiunto un "GeoID spaziale" di 11 cifre. Il GeoID viene quindi utilizzato per abbinare il punto dati pertinente ai dati provenienti da diversi database statali e nazionali, tra cui l'US Census Bureau, l'American Communities Survey, il Servizio di ricerca economica del Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti, l'Agenzia per la protezione ambientale, il California Environmental Health Screen e l'indice dei luoghi salutari. I costrutti di base di PhenX SDOH verranno utilizzati per acquisire sesso, stato civile, composizione della famiglia, razza/etnia, età, identità di genere, luogo di nascita, conoscenza della lingua inglese, alfabetizzazione sanitaria, occupazione, insicurezza alimentare e accesso ai servizi sanitari. La salute sociale materna sarà valutata utilizzando misure convalidate dal Sistema informativo di misurazione dei risultati riportati dal paziente (PROMIS®). Saranno misurati due domini chiave rilevanti per la dieta e le malattie croniche: l'isolamento sociale e il supporto sociale. L'acculturazione negli Stati Uniti sarà valutata dalla Marin Short Acculturation Scale.

Assunzione dietetica del bambino: i richiami dietetici e di attività fisica di 24 ore saranno condotti in triplice copia (1 giorno del fine settimana e 2 giorni feriali). L'assunzione dietetica sarà analizzata utilizzando la versione più recente di NDSR, che è stata ampiamente utilizzata nel laboratorio Goran e altrove per studi sugli ispanici. La dieta sarà valutata a 6 anni di età.

Attività fisica del bambino: per valutare l'attività fisica, utilizzeremo il questionario sull'attività fisica dei primi anni (EY-PAQ). Alle madri verrà chiesto di segnalare la frequenza e la durata delle diverse attività fisiche da moderate a intense e del tempo sedentario in cui il loro bambino si è impegnato durante una settimana tipo nel mese precedente. L'attività fisica sarà valutata a 6 anni di età.

Sonno del bambino: per valutare il sonno, abbiamo selezionato il Children's Sleep Habits Questionnaire172, perché cattura tutti i domini della salute del sonno ed è stato progettato per bambini di età compresa tra 2 e 10 anni. Il sonno del bambino sarà valutato a 6 anni di età.

Esposizioni raccolte in precedenza: l'alimentazione precoce compreso l'allattamento al seno rispetto all'alimentazione artificiale, l'esclusività dell'allattamento al seno, la durata dell'allattamento al seno, la composizione del latte materno comprese le concentrazioni di HMO e l'assunzione dietetica sono state valutate ai punti temporali 1 mese (basale), 6 mesi, 12 mesi, 24 mesi e 36 mesi. Tutte le variabili raccolte in precedenza possono essere trovate su ClinicalTrials.gov pagine per le due coorti originali da cui deriva questo progetto: The Effects of Natural Sugars in Breast Milk on Healthy Infant Growth and Development (NCT04434027) e Improving the Eating Habits of Mother and Her Infant Via Sugar Reduction (MAMITA) (NCT03141346).