Consumo di pistacchio su marcatori infiammatori e massa corporea magra

L’obiettivo generale dello studio è valutare gli effetti del consumo di pistacchio sui marcatori infiammatori e sulla massa corporea magra in donne e uomini, di età compresa tra 40 e 60 anni, che fanno attività fisica da tre a cinque giorni alla settimana. Per determinare gli effetti del consumo di 1,5 once di pistacchi al giorno rispetto ad un gruppo di controllo sui marcatori infiammatori (creatina chinasi, proteina C-reattiva, cortisolo, interleuchina-8, fattore di necrosi tumorale alfa, superossido dismutasi di rame-zinco e glutatione perossidasi concentrazioni) e massa corporea magra in donne e uomini, di età compresa tra 40 e 60 anni, che hanno svolto attività ricreative per almeno sei mesi (esercizio fisico da tre a cinque giorni alla settimana).

Questo sarà uno studio randomizzato in cui i partecipanti completeranno prima un periodo di rodaggio di base di due settimane durante il quale consumeranno la loro dieta tipica. Successivamente, i partecipanti verranno randomizzati in uno dei due gruppi per sei mesi: consumare 1,5 once di pistacchi al giorno rispetto a un controllo (non consumare pistacchi). I pistacchi saranno in aggiunta alla loro dieta abituale.

Intervento dietetico inclusa la valutazione dietetica L'intervento dietetico consisterà nell'assegnare in modo casuale 144 partecipanti a consumare 1,5 once di pistacchi al giorno (72 partecipanti) o un gruppo di controllo (che non consuma pistacchi) (72 partecipanti). Questo sarà l'unico cambiamento che verrà implementato nella dieta dei partecipanti. Poiché diversi ricercatori hanno dimostrato che l'aggiunta di pistacchi alla dieta non porta ad un aumento di peso, ai partecipanti non verrà chiesto di modificare in alcun modo la loro dieta, tranne che di aggiungere il consumo di 1,5 once di pistacchi al giorno per sei mesi, o di assumere nessun cambiamento nella loro dieta (gruppo di controllo) (a seconda del gruppo a cui sono stati assegnati in modo casuale).

Periodo di rodaggio di base di due settimane Verrà incorporato un periodo di rodaggio di base di due settimane durante il quale i partecipanti consumeranno la loro dieta tipica. Successivamente, i partecipanti verranno randomizzati in uno dei due gruppi per sei mesi: consumare 1,5 once di pistacchi al giorno o un gruppo di controllo (non consumare pistacchi). I pistacchi saranno in aggiunta alla loro dieta abituale.

Perché incorporare un periodo di rodaggio di base di due settimane? Innanzitutto, viene utilizzato un periodo di rodaggio dopo il reclutamento, ma prima della randomizzazione dei partecipanti. Con un periodo di rodaggio, anche se non ci sarà alcun trattamento durante il periodo di rodaggio (come nel nostro studio), consente ai ricercatori di valutare la partecipazione dei partecipanti prima della randomizzazione. Se un partecipante non è ricettivo a qualsiasi contatto (ad esempio, e-mail, telefonate) durante il periodo di rodaggio, consentirà ai ricercatori di escluderlo dalla partecipazione, il che può aumentare la potenza dello studio. Tuttavia, un periodo di rodaggio potrebbe portare a effetti negativi. Potrebbe influenzare la validità esterna escludendo i partecipanti dallo studio. Un periodo di rodaggio potrebbe anche influenzare la validità interna gonfiando la stima dell’effetto intent-to-treat. Inoltre, i ricercatori dovrebbero riportare il motivo per cui alcuni partecipanti sono stati esclusi durante il periodo di rodaggio e descrivere le loro caratteristiche di base in eventuali pubblicazioni.

Valutazione dell'assunzione dietetica e dell'attività fisica Un questionario completo sulla frequenza alimentare (FFQ) del 2014 + screening dell'attività fisica per adulti (NutritionQuest, Berkeley, CA) solo al basale. I questionari sulla frequenza alimentare forniscono un’assunzione complessiva di cibi e bevande nell’ultimo anno. Il Block 2014 FFQ + strumento di screening dell'attività fisica combina un FFQ completo con un breve strumento di screening dell'attività fisica. Lo screening dell'attività fisica Block 2014 FFQ + contiene 127 prodotti alimentari e bevande. Il database per le analisi è stato creato dal Food and Nutrient Database for Dietary Studies 5.0 del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (USDA), dal Food Pyramid Equivalents Database e dal Nutrient Database for Standard Reference. Lo strumento di screening dell'attività fisica Block 2014 FFQ + fornisce foto in formato porzione per l'assunzione di cibi e bevande. Il breve screening dell'attività fisica incorpora 11 attività fisiche comuni derivate dalla valutazione del National Human Activity Patterns Survey e valuta i minuti totali, i minuti equivalenti metabolici (MET) e il dispendio energetico. Abbiamo scelto di utilizzare lo screening dell'attività fisica Block 2014 FFQ + perché fornirà ai ricercatori anche una valutazione complessiva dell'attività fisica dei partecipanti.

Valutazione dell'aderenza I partecipanti assegnati in modo casuale al gruppo pistacchio riceveranno una fornitura di pistacchi per tre mesi (pacchetti da 1,5 once) dopo la raccolta dei dati di base. Ai partecipanti verranno forniti i pistacchi in confezioni a porzione controllata per garantire l'aderenza e ridurre eventuali barriere al consumo.

Ai partecipanti verrà fornita una quantità di pistacchi sufficiente per tre mesi in modo che i partecipanti debbano tornare al nostro laboratorio per ricevere un'altra fornitura per tre mesi. Quando i partecipanti torneranno al nostro laboratorio dopo tre mesi, verrà chiesto loro di portare con sé eventuali pacchetti di pistacchi non utilizzati. Al termine dei tre mesi, i ricercatori documenteranno tutti i pacchetti di pistacchi non consumati. Ai partecipanti verrà chiesto perché non hanno consumato alcune delle loro confezioni di pistacchi e documenteranno le loro ragioni. I ricercatori forniranno poi ai partecipanti un’altra fornitura di pistacchi per tre mesi, che li porterà fino alla fine dello studio. Se i partecipanti non consumano l'80% o più dei pistacchi forniti, verranno eliminati dallo studio.

Prelievo e analisi del sangue (primarie) Le concentrazioni di proteina C-reattiva sierica a digiuno, interleuchina-8 sierica, fattore di necrosi tumorale alfa sierica, superossido dismutasi plasmatico di rame-zinco, glutatione perossidasi plasmatica, creatina chinasi sierica e cortisolo sierico saranno tutte valutate a basale, tre mesi e fine dello studio. I partecipanti arriveranno alla sala prelievi nella Wallace Hall della Virginia Tech al mattino, dopo un digiuno notturno (digiuno di 10 ore). Per tutti i prelievi di sangue, il sangue venoso verrà raccolto in provette per siero (senza anticoagulante) o in provette per plasma (con eparina o EDTA come anticoagulante) da un prelievo esperto. Venti (20) millilitri (mL) di sangue verranno raccolti da ciascun partecipante in ogni momento. Dieci ml verranno raccolti in provette per siero (senza anticoagulante) e 10 ml verranno raccolti in provette per plasma con eparina o EDTA come anticoagulante. La raccolta dati di tre mesi non solo consentirà ai ricercatori di raccogliere più dati, ma consentirà anche ai ricercatori di effettuare un altro check-in con tutti i partecipanti, ma in particolare con quelli del gruppo di controllo. Inoltre, i ricercatori cercheranno di programmare i prelievi di sangue nello stesso momento in cui i partecipanti al gruppo pistacchio verranno al laboratorio per il prelievo di sangue.

Dopo il prelievo del sangue, i globuli rossi verranno separati dal siero o dal plasma mediante centrifugazione a 3000 giri/min (1500xg) per 15 minuti. I campioni di sangue di siero dovranno prima coagulare in ghiaccio per un'ora prima della centrifugazione. I campioni di plasma verranno centrifugati immediatamente dopo ogni prelievo di sangue. Il surnatante trasparente verrà suddiviso in aliquote in provette Eppendorf da 1,5 mL opportunamente etichettate (Eppendorf AG, Massachusetts, USA e Germania) utilizzando pipette di trasferimento monouso. Le provette per tutte le determinazioni verranno conservate a -80°C fino al momento dell'analisi. Tutti i campioni di sangue verranno analizzati, in doppio, per tutti i biomarcatori sopra menzionati.

Verranno utilizzati test immunoassorbenti legati a enzimi (ELISA) (ThermoFisher Scientific, Waltham, MA) per valutare tutti i biomarcatori, utilizzando un lettore di micropiastre a fluorescenza monocromatore ibrido multimodale BioTek Synergy H1 (Fisher Scientific, Hanover Place, IL). Tutte le analisi del sangue verranno condotte alla fine dello studio per ridurre al minimo le differenze tra i kit ELISA. Tutte le analisi del sangue verranno eseguite nel Laboratorio di biochimica nutrizionale di Wallace Hall (Dipartimento di nutrizione umana, alimenti ed esercizio fisico, Virginia Tech).

I suddetti biomarcatori sono stati selezionati per diversi motivi. Innanzitutto, sono alcuni dei principali marcatori infiammatori nel corpo. Inoltre, forniscono un equilibrio di marcatori infiammatori e antiossidanti. Infine, non tutti sono stati misurati negli studi in cui i pistacchi venivano consumati come parte dell’intervento.

Valutazione della massa corporea magra (primaria) I ricercatori utilizzeranno un assorbimetro a raggi X a doppia energia (DXA) Lunar iDXA2, MTY (GE Precision Healthcare, LLC, Chicago, IL) per analizzare la composizione corporea, in particolare la massa corporea magra. La DXA è considerata un gold standard per la valutazione della massa corporea magra, della percentuale di grasso corporeo e della densità minerale ossea. Una scansione totale del corpo dura circa cinque minuti. La quantità di esposizione alle radiazioni non è superiore a quella che si otterrebbe da un volo aereo che attraversa il paese. Misureremo la composizione corporea al basale e alla fine dello studio. I ricercatori non misureranno la composizione corporea a tre mesi per due perché non vogliamo aggiungere un'ulteriore esposizione alle radiazioni per i partecipanti.

Peso corporeo, altezza, indice di massa corporea e circonferenza vita (secondario) Per ottenere dati descrittivi, il peso corporeo sarà misurato con l'approssimazione di 0,25 kg, senza scarpe e con gli stessi vestiti, su una bilancia calibrata (Seca, Amburgo , Germania). L'altezza sarà misurata con l'approssimazione di 0,5 cm utilizzando uno stadiometro collegato alla bilancia. I ricercatori misureranno il peso corporeo e l’altezza due volte e prenderanno la media di ciascuna misura. I ricercatori hanno incorporato questo metodo per diversi anni, per aumentare la precisione nella valutazione del peso e dell’altezza corporea. L'indice di massa corporea (BMI) sarà calcolato utilizzando la seguente equazione: BMI = peso (chilogrammi)/altezza (metri2). Ai partecipanti verrà chiesto di indossare gli stessi vestiti per ogni raccolta dati e per facilitare altre misurazioni antropometriche. I ricercatori vogliono che il peso corporeo rimanga stabile durante tutto il periodo di studio.

È stato stabilito che le misurazioni della circonferenza della vita rappresentano una valutazione semplice e affidabile del grasso viscerale all’interno dell’addome. Ai partecipanti verrà chiesto di stare in piedi con i piedi alla larghezza delle spalle e con il peso equamente distribuito su ciascuna gamba. Verrà chiesto loro di respirare normalmente, con la lettura effettuata alla fine di una leggera espirazione. La circonferenza della vita sarà misurata a un pollice sopra l'ombelico in triplice copia approssimata a 0,5 cm utilizzando un metro a nastro di Gulick. Come valore verrà utilizzata la media delle tre misure. Misureremo il peso corporeo, l'altezza, il BMI e la circonferenza della vita al basale e alla fine dello studio.

Valutazioni statistiche, compresa la configurazione e la gestione del database di calcolo della potenza. Il sistema Research Electronic Data Capture (REDCap) sarà utilizzato come risorsa centrale per l'elaborazione e la gestione dei dati. Una volta creato lo strumento di raccolta front-end, REDCap crea automaticamente un database back-end progettato per archiviare i dati che verranno registrati dalla ricerca. L'Office of Export and Secure Research Compliance (OESRC) di Virginia Tech (VT) ha concesso in licenza la propria versione di REDCap ospitata in sede presso l'Andrews Information Systems Building. REDCap è stato sviluppato specificamente attorno alle linee guida di sicurezza dell'Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA) per supportare l'acquisizione di dati online e offline per studi e operazioni di ricerca. Fornisce un'interfaccia intuitiva per l'immissione dei dati con convalida dei dati, audit trail per tenere traccia delle procedure di manipolazione e esportazione dei dati e procedure di esportazione automatizzate per download di dati senza interruzioni.

Disegno dello studio Questo sarà uno studio randomizzato in cui i partecipanti completeranno prima un periodo di rodaggio di base di due settimane durante il quale consumeranno la loro dieta tipica. Successivamente, i partecipanti verranno randomizzati in uno dei due gruppi per sei mesi: consumare 1,5 once di pistacchi al giorno o un gruppo di controllo (non consumare pistacchi). Quelli del gruppo pistacchio consumeranno i pistacchi in aggiunta alla loro dieta abituale.

Randomizzazione I ricercatori randomizzeranno i partecipanti idonei a uno dei due gruppi (pistacchio vs controllo) utilizzando la randomizzazione a blocchi permutati con stratificazione per bilanciare l'assegnazione in base al sesso. Le tabelle di assegnazione della randomizzazione saranno create da un biostatistico non coinvolto nella sperimentazione clinica utilizzando il software SAS, versione 9.4 (SAS Institute, Cary, NC, USA). Le tabelle verranno archiviate all'interno del sistema REDCap presso Virginia Tech, in modo tale che solo il biostatistico potrà visualizzarle. I risultati dello studio saranno analizzati in cieco rispetto allo stato di assegnazione.

Dimensione del campione e calcolo della potenza L'esito primario è la variazione della risposta infiammatoria, misurata dalle concentrazioni di proteina C-reattiva, dal periodo di run-in basale a sei mesi. La potenza di questo studio si basava sui risultati delle concentrazioni di proteina C-reattiva di adulti sani che ricevevano un intervento dietetico, dove la concentrazione media presunta di proteina C-reattiva al basale è 1,53 mg/L (deviazione standard [SD] 1,52 mg/L). Per i confronti all'interno del gruppo, una dimensione del campione di 60 adulti sani per gruppo (120 in totale) raggiunge una potenza dell'80% nel rilevare differenze medie accoppiate di 0,62 (d di Cohen = 0,41 [effetto medio-piccolo]) e si basa su due- test t per dati appaiati quando si specifica un livello di significatività di α=0,025. Per i confronti tra gruppi, una dimensione del campione di 60 per gruppo (120 in totale) raggiunge una potenza dell'80% per rilevare una differenza media di 0,86 (d di Cohen = 0,57 [effetto medio]) basato su un t-test bilaterale a due campioni che assume varianze uguali e α=0,025. Per tenere conto di un possibile tasso di abbandono del 20%, recluteremo 144 partecipanti (72 partecipanti per gruppo).

Analisi dei dati Analisi preliminari Per caratterizzare il campione verranno utilizzate statistiche descrittive, comprese misure di tendenza centrale (media, mediana) e variazione (deviazione standard, intervallo interquartile, intervallo) per misure continue e frequenze e percentuali per misure dicotomiche e categoriali. Qualora emergessero deviazioni dalla normalità, verranno applicate trasformazioni, oppure verranno implementati test non parametrici e confrontati con test parametrici. Da notare che, mentre i ricercatori si aspettano che i gruppi siano bilanciati rispetto alle caratteristiche di base a causa della randomizzazione, gli squilibri che si verificano per caso verranno corretti in tutte le analisi.

Metodi relativi ai dati mancanti Anche se verrà fatto ogni sforzo per ottenere dati completi su ogni partecipante, alcuni dati mancanti sono inevitabili. Il meccanismo sottostante, mancante completamente casuale (MCAR), mancante casuale (MAR) o mancante non casuale (MNAR), verrà valutato prima della correzione per ridurre al minimo la distorsione derivante dai dati mancanti. L'ipotesi MAR, che supporta l'uso dell'imputazione multipla tramite equazioni concatenate, sarà valutata regredendo un indicatore di mancanza su covariate note utilizzando la regressione logistica multipla. I metodi analitici proposti trarranno vantaggio da tutti i dati disponibili. Le caratteristiche di base saranno confrontate tra i partecipanti con e senza dati completi, riconoscendo che il potere statistico associato alla ricerca di vere differenze statistiche può essere limitato. Per valutare potenziali bias, sarà incluso un confronto dei tassi di risposta. Se i dati mancanti sono minimi (<5%) e possono essere considerati MAR o MCAR, l'ipotesi primaria verrà testata utilizzando i dati osservati completi.

Obiettivo 1 Analisi Lo scopo principale di questo studio è esaminare gli effetti del consumo di pistacchi sulla risposta infiammatoria (misurata mediante creatina chinasi, proteina C-reattiva, cortisolo, interleuchina-8, fattore di necrosi tumorale alfa, superossido dismutasi di rame-zinco e concentrazioni di glutatione perossidasi) e massa corporea magra (misurata mediante DXA). Le modifiche rispetto al basale, tre mesi e sei mesi in ciascun risultato in risposta all'intervento dietetico si baseranno su modelli lineari a effetti misti che includono effetti casuali per i partecipanti ed effetti fissi per dieta e tempo (baseline run-in, tre mesi, sei mesi) . Le ipotesi del modello saranno valutate, sia quantitativamente che visivamente, utilizzando statistiche di bontà di adattamento e grafici diagnostici. Ulteriori analisi secondarie includeranno la modellazione lineare generale, in cui i punteggi delle differenze (punto temporale di sei mesi meno baseline, punto temporale di sei mesi meno punto temporale di tre mesi, punto temporale di tre mesi meno baseline) verranno regrediti sui gruppi di intervento dietetico.

Potenziale impatto/rilevanza per la scoperta scientifica Questo studio potrebbe fornire un modo semplice e sano per gli individui attivi a livello ricreativo per ridurre l'infiammazione e migliorare la composizione corporea. Il fatto che i pistacchi siano un alimento completo e non un integratore, si presta ad un approccio positivo alla salute e al benessere. La ricerca sui benefici che i pistacchi potrebbero avere negli adulti sani e attivi offre un’altra strada per incoraggiare le persone a consumare più di questo alimento sano.