持続可能な精神栄養介入プログラムとその健康転帰と環境への影響

1. 序章：

   伝統的なメキシコの食事から西洋の食事への変化は、栄養の移行によってもたらされ、75% 以上の代謝変化 (肥満、2 型糖尿病、心血管疾患、脂質異常症) の有病率を生み出しただけでなく、しかし、彼らの食事による水と二酸化炭素の排出量は、1 人 1 日あたり 8,000 リットル (L p-1d-1) および 6.01 Kg CO2eq p-1d-1 を超えており、世界で最も高くなっています。 、 それぞれ。 これは気候変動の悪化と関連しており、平均気温が 1.0 ℃以上上昇し、メキシコが現在直面している水危機は、領土の 85% に影響を及ぼし、最悪の水不足と呼ばれています。歴史上、何百万人ものメキシコ人の水供給に影響を与えています。

   これらの問題の共同解決策の提案の 1 つは、メキシコでは、低脂肪で準備されたヒスパニック以前と植民地化の両方の伝統的な食事の回復を通じて実行できる、持続可能で領土的な食事の採用でした。料理の技術と動物性食品の含有量が少ないことは、栄養、文化、経済、環境の観点から適切なオプションと見なすことができ、食事が持続可能であると見なされるために存在しなければならない側面です。

   ただし、特定の食事の採用を達成するには、人口の食事行動を変更する必要があります。 人口の食生活と持続不可能な行動の両方を修正するには、複数の戦略があり、その中でも介入プログラムが際立っています。 しかし、これまでのところ、国内的にも国際的にも、健康を改善し、食生活の環境への影響を軽減するために十分な栄養を促進することを目的とした介入プログラムは報告されていません. これは、人口の文化的、社会的、経済的、および心理的側面を尊重しています。

   上記に基づいて、この研究プロトコルは、持続不可能な食事行動を考慮するという意味で、栄養と持続可能性の両方の要素を含む行動変化ホイールモデルの介入を設計するためのガイドに基づいて、3段階の15週間の介入プログラムを設計することを目的としています。社会的、文化的、経済的側面を考慮に入れることに加えて、メキシコの人口の。 これらの軸に加えて、行動変容介入プログラムの基礎は心理学です。 したがって、持続可能な食事への人口の順守を促進することを目的とする、持続可能な精神栄養介入プログラムを設計することが提案されています。 しかし、さらに、環境指標、代謝バイオマーカー、腸内微生物叢、およびメキシコの人口サンプルにおける臨床的側面と体組成への影響​​を評価することが提案されています. 栄養および環境への介入における技術の使用の有効性により、介入プログラムはデジタルのものになり、そのためにモバイルアプリケーションが介入された集団を評価および監視するように設計されています. したがって、これは m-Health 介入プログラムになります。

   この研究の仮説の 1 つは、持続可能な精神栄養介入デジタル プログラムが、メキシコの人口グループの食行動を修正し、持続可能な食生活へと導くことで、グルコース レベル、総コレステロール (TC)、LDL コレステロールを低下させることができるというものです。 (LDL-C)、およびトリグリセリド (TG)、および HDL コレステロール (HDL-C) レベルの増加。 同様に、別の仮説として、このタイプのプログラムは、集団の腸内微生物叢の組成を変更し、代謝の健康に関連する細菌の増殖を促進する可能性があるというものがあります。サンプルの食事の水と二酸化炭素排出量を削減します。適切な体脂肪率で人口の適切な体脂肪レベルを維持するか、過体重または肥満の人口でそれらを減らす;健康な集団の血圧レベルを維持し、高血圧の集団の血圧レベルを下げ、表皮肥厚症の黒人の存在を減らします。

2. 方法:

相互に関連する 3 つの段階の準実験的縦断研究を実施することが提案されています。

2.1 ステージ 1: プログラムの設計: 持続可能な精神栄養介入プログラムは、メキシコの全国的な状況に合わせた持続可能な食事の特性に基づいて設計され、あらゆる地域の状況に適応可能です。 これには、このプロジェクト用に設計されたモバイル アプリケーションが含まれます。これには、持続可能な食品ガイド、持続可能な精神栄養ワークショップ、持続可能なレシピと食品計画、および行動変容テクニックが含まれます。 このプログラムは、持続可能な食事モデルと概念、行動変化ホイール モデル、ヘルスケアにおけるデジタル行動介入の開発と評価のガイドライン、行動変化ホイールの介入を設計するためのガイドに基づいて設計されます。ステージと 8 つの開発ステップ。

2.1.1 モバイル アプリケーションの設計: モバイル アプリケーション (アプリ) は、ソフトウェアおよびモバイル アプリケーションの開発者と協力して開発され、ユーザー中心の方法論とデジタル介入の設計ガイドに基づいています。 これには、次の行動修正テクニックが含まれます。ワークショップ ビデオによる教育。リスクと利益のメッセージを送信することによる説得、トークンエコノミーを使用した励ましと強制、メッセージによるナッジ、グラフィカルな進捗状況の表示による自己監視、行動目標への対処による継続的なアプローチ、および手段によって設計される持続可能な食品ガイドによるガイドMATLAB® を使用した線形計画法の最適化、および Canva®、Adobe Illustrator®、BioRender® などのグラフィック デザイン プログラム。 トークンエコノミーシステムでは、アプリへの課金にカットオフポイントが設定されます。 さらに、持続可能な食事のモデルに従い、Nutriecology® Nutritional-Ecological ソフトウェアと Nutrimind® ソフトウェアを食事計算に使用して、教育ワークショップと食事プランが設計されます。 同様に、メキシコ人向けの食事プラン、メニュー デザイン、およびレシピの処方に関するガイドラインに従います。 モバイル アプリケーションのリリース前に、その実現可能性、受容性、品質、および使いやすさが評価されます。 また、1) 手頃な価格、2) 実用性、3) 有効性と費用対効果、4) 受容性、5) 副作用/安全性、6) 公平性の評価を含む APEASE 基準に従って評価されます。

2.1.2 行動変容介入設計プロセス:

介入の設計プロセスには、次のものが含まれます。

ステージ 1: 動作を理解する:

ステップ 1: 行動面で問題を定義する:

このステップは、太りすぎ、肥満、および2型糖尿病、脂質異常症、高血圧などの関連する病状の高い有病率を明らかにする、国の食事と環境の状況に関する入手可能な科学的証拠に基づいています。 また、食事の水と二酸化炭素排出量の最高値が見つかりました。 これらの問題は主に、不十分な食物摂取 (詳細は後述) と身体活動の欠如に関連しています。

ステップ 2: ターゲットの動作を選択します。

目標とする行動は、身体活動のパフォーマンスの欠如、メキシコ料理とメキシコ料理、果物と野菜、全粒穀物、マメ科植物、種子、健康的な脂肪、乳製品、卵、魚介類、鶏肉、赤身肉（牛肉と豚肉、場合によってはヤギと子羊）、加工食品、超加工食品、添加糖と遊離糖、トランス脂肪と飽和脂肪が多い食品.

ステップ 3: ターゲットの動作を指定し、ステップ 4: 変更が必要なものを特定します。

目標行動は、目標設定戦略として確立されます。これは、食事行動を修正するための最も効果的な方法の1つであると報告されています. また、それらは持続可能な食事に向けた逐次近似として取り上げられます。これは、もう 1 つの効果的な行動変容テクニックです。 ターゲットの動作は次のとおりです。

1. 身体活動を増やします。
2. 持続可能なメキシコ料理と料理の消費を増やします。
3. 果物や野菜の消費を増やします。
4. 全粒穀物の消費を増やします。
5. 豆類の消費を増やします。
6. 種子と健康的な脂肪の摂取量を増やします。
7. 乳製品の消費を減らす。
8. 卵の消費を減らす。
9. 魚介類の消費を減らす。
10. 鶏肉の消費を減らす。
11. 赤身肉（牛肉、豚肉、ヤギ、ラム）と加工肉の消費を減らす。
12. 超加工食品の消費を減らす。
13. 添加糖と遊離糖、およびトランス脂肪と飽和脂肪を多く含む食品の摂取を減らします。

消費が促進されるすべての食品は、WHOが提供する健康的な食事の推奨事項、および選択する食品を指定する食品および栄養教育のモデルQC7Gに基づいて、メキシコのコンテキストの持続可能性特性と一致します。どの量で、いつ消費し、どのように準備するか。 身体活動を行う時期に加えて、種類と期間を指定します。

ステージ 2: 介入オプションを特定する:

ステップ 5: 介入関数:

行動変容ホイール モデルからの介入機能は、教育、説得、インセンティブ、および強制です。 これらは、APEASE基準に関連して検証されます。

ステップ 6: ポリシーのカテゴリ:

行動変容輪モデルの政策カテゴリーが指針となります。 したがって、食事ガイドラインの開発に関する FAO の推奨事項に基づいて、線形計画法の最適化を使用し、次のような持続可能な食事モデルの要素をカバーする、栄養的に持続可能な食品ガイドが設計されます。1) ウェルネスと健康: ABCD; A：人体測定および体組成。 B: 生化学データ。 C: 臨床データ。 D: 栄養学。 2) 生物多様性、環境、気候: 二酸化炭素排出量と雑排水の排出量。 3) 株式と公正取引: 食料価格と人口の社会経済レベル。 4) 「環境にやさしい」地元の季節の食材: 緑と青の水の足跡、地元で生産された季節の食材。 5) 文化遺産とスキル: 伝統的なメキシコの食事、Mexican Diet Quality Index Adapted (IACDMx)、および伝統的な食事に基づく栄養教育。 6) 食料の必要性、栄養素、食料安全保障、およびアクセス: 個々の要件、好み、および状況に応じた個別化された食料計画。

その後、この栄養的に持続可能な食品ガイドには、食品の栄養素を組み込むことに加えて、環境への影響を統合する同等の食品のシステムが付随します。 環境への影響の計算は、メキシコのウォーター フットプリント アセスメント手法を使用して、グリーン、ブルー、グレーのウォーター フットプリントの合計の計算に基づいて行われます。 同様に、食品の温室効果ガス排出量は、事前に定量化されたデータベースを通じて、食品の生産と加工のライフ サイクル アセスメント手法を使用して計算されます。 メキシコで消費される主な食品の価格と文化的特徴が含まれます。 価格はスーパーマーケットでの実地調査とスーパーマーケットのデータベースのレビューに基づいて取得されますが、文化的側面は伝統的なメキシコの食事の文献レビューに基づいて決定されます。

持続可能性の側面が計算されると、個別化オプションを備えた食事計画の例を含む、持続可能なレシピ本が作成されます。 これらの食糧計画は、同等の食糧配給の配布と、適応オプションを備えたメキシコ人口の栄養と持続可能性の特徴を満たすメニューの例で構成されます。

ステージ 3: コンテンツと実装オプションを特定します。

ステップ 7: 行動変容テクニック:

以下のように、選択された介入機能をカバーする特定の行動変容テクニックが使用されます。

• 教育: 対象の目的に取り組むワークショップでの逐次近似。
• 説得: ナッジ、リスク、ベネフィットのコミュニケーション。
• インセンティブ、強制、および監視: モバイル アプリケーションでの書き込みと写真によるフード レジスターによるメッセージング、残り、およびトークン エコノミー。
• ソーシャル サポート: 参加者が食べ物や身体活動のパフォーマンスの写真を共有できるモバイル アプリのフォーラム。 また、他の参加者の写真に「いいね」やコメントを付けることができます。 また、ユーザーと管理者の間の疑問を解決するためのチャットがモバイル アプリケーションに含まれます。

ステップ 8: 配送方法:

モバイルアプリケーションが設計されており、ワークショップはビデオのデジタルプラットフォームで配信されるため、配信モードはデジタルになります.

2.2 第 2 段階: 持続可能な精神栄養介入プログラムの適用 2.2.1 参加者 介入プログラムが設計されると、ハリスコ州南部のメキシコの若年成人のサンプルに適用され、無作為に 2 つのグループに分けられます。実験群 (n = 50) と対照群 (n = 50)。 これは、行動修正プログラムにおけるグループ デザインの推奨事項に基づいています。 サンプルサイズは、栄養介入のために提案された最小値に従っており、介入中の参加者の脱走の可能性を考慮しており、初期サンプルの 50% 以上になる可能性があります。 18歳から35歳までの集団が含まれ、体格指数（BMI）値が18.5から40で、慢性疾患の発症の危険因子の有無にかかわらず、以前の薬理学的治療による診断はありません. 包含、除外、および排除の基準については、以降のセクションで詳しく説明します。 また、研究に含まれているために、不十分な消費と身体活動を特定するためのカットオフポイントが確立されました. 人口は、大学、ジム、ダウンタウンなどの戦略的なポイントでソーシャルネットワークやポスターを通じて参加するよう招待されます. 若年成人は、自律的な食事の決定を行う成人とすでに見なされているため、この研究の集団として選択されましたが、同時に、若年であるため行動の修正を受けやすくなっています。 さらに、彼らはメキシコの活動的な人口だけでなく、親または将来の親を代表しているため、これらの人々に栄養的に持続可能な教育を提供することは、彼らの健康と家族の健康に長期的な利益をもたらす可能性があります.

2.2.2 手順: 参加者は、栄養ケア プロセス モデルに従って評価されます。 最初の評価は、ベースラインでの介入の開始時に実行され、個々の要件に従って、行動目標が個別に調整され、週に 2 つの目標を考慮して 7 週間対処されるため、週 2 回の教育ワークショップが提供されます。 また、MATLAB® で実行される線形計画法の最適化に従って、個別の食事プランが処方されます。

7 週間の教育および栄養介入の後、8 週目に、実験集団は 2 つのサブグループに分けられます。一方のグループは完全な介入を停止し (n = 25)、もう一方のグループはモバイル アプリケーションを介してメッセージを受信し続けます。 (n = 25) 8 週間。 最後に、15週目に最終評価が行われます。 参加者は、人体計測、生化学、臨床、栄養学、環境、社会経済レベル、および文化的側面、栄養学的に持続可能な知識、行動的側面、および身体活動 (ABCD-ESNBP) に関して評価されます。 これらの側面は、栄養ケアプロセスモデルに従って評価され、集団の問題を特定し、病因を確立し、徴候と症状を述べます。

2.2.3 持続可能な精神栄養指標: ABCD-ESNBP 指標は、モバイル アプリケーションにアップロードされる完全な病歴に含まれ、結果セクションに従って評価されます。

2.3 ステージ 3: 持続可能な精神栄養介入プログラムの効果: このプロトコルの最終ステージとして、対応する実験室分析と統計テストが実施されます。

2.3.1 代謝バイオマーカー分析: 代謝バイオマーカーの分析には、Spinreact® S. A/S A. U (ジローナ、スペイン) 実験キットを使用した比色酵素法を使用し、空腹時グルコース測定 (Cat. No. 1001190)、TC (Cat. No. 41022)、LDL-C (Cat. No. BSIS51-E)、HDL-C (Cat. No. BSIS37-E) および TG (Cat. 第1001313号）。 グルコース値と脂質プロファイルの基準点は、メキシコで施行されている規制から取得されます。

2.3.2 腸内細菌叢分析: 腸内細菌叢の分析では、リアルタイム定量的ポリメラーゼ連鎖反応 (qPCR) メソッドに従います。 まず、糞便サンプルからゲノム DNA を迅速に精製するためのプロトコルに従って、収集した糞便サンプルから DNA を抽出します。 Qiagen ブランドの商用キット (1066790ES、米国) が使用されます。 この手順は、糞便サンプルからの溶解と不純物の分離の 2 つの段階を統合し、Inhibitex Buffer が使用され、遠心分離カラムによって DNA 精製が行われます。 細菌の DNA サンプルが取得されると、それらは保存され、さらに分析するまで -80 ° C の温度で滅菌プラスチック マイクロ チューブ (エッペンドルフ 1.6 mL) にラベル付けされます。

次に、DNA の純度を確認し、NanoDrop Lite 分光光度計 (Thermo Scientific、米国マサチューセッツ州ウォルサム) を使用してその濃度を決定します。各サンプルの DNA ストックの 1 μ L は、機器のレンズに配置され、サンプルは、DNA 定量化の場合は 260 nm の波長で、タンパク質定量化の場合は 280 nm で読み取られます。 純度は、260 nm での読み取り値を 280 nm での読み取り値で割ることにより、チームが実行した指数を計算することによって決定され、1.5 ～ 2 の範囲で許容可能と見なされます。精製された coproDNA サンプルの濃度が測定されます。同じ分光光度計を使用して 260/280 nm の吸光度比によって。 この分析は、核酸の吸光度指数に対応し、ng/μL で最終濃度を提供します。

以前の分析が完了すると、DNA 検出化学として SYBR Green 試薬を使用して、StepOne Applied BioSystems プラットフォームで qPCR 分子技術を使用して腸内微生物叢の同定が行われます。 この試薬は、DNA 二重らせんにインターカレートし、DNA コピーが合成されるときに蛍光を発する試薬と見なされます。 したがって、目的の DNA (細菌) の濃度が高いほど、装置はより高い蛍光シグナルを記録します。 この場合、関心のある分析は、細菌の 16S rRNA 遺伝子の V3-V4 超可変領域で実行されます。 この分析では、特定のプライマーが使用されます。 腸内に存在する主なバクテリア (ファーミキューテスとバクテロイデス) のバクテリア負荷と相対存在量、および特定のタイプの食事に関連するバクテリア量、例えば健康、ベジタリアン、地中海に関連するラクトバチルスとビフィドバクテリウムが決定されます。ダイエット、健康的な食事と抗炎症効果に関連する Faecalibacterium prausnitzii、および抗炎症効果に関連するだけでなく、メキシコのヒスパニック以前の食事の消費に関連する Akkermansia muciniphila. Prevotella copri の存在も特定されます。これは、植物ベースの食事に最も関連する細菌の 1 つであり、抗炎症およびグルコース調節因子と考えられています。 Bilophila wadsworthia の存在も特定されます。これは、主に乳製品や肉などの動物由来の食品を多く含む食事や、西洋化された食事に関連しているためです。 同様に、クロストリジウム コッコイデスの存在は、肥満と高脂肪摂取に関連しているため、分析されます。 また、乳製品の消費に関連するストレプトコッカス・サーモフィルスも含まれます。 qPCR の実行に関する正確な手順、および分析の特定の条件と温度は、以前のメキシコの調査で提示されています。

2.3.3 プログラムへの順守の評価：介入された集団のプログラムへの順守を測定するために、提供された推奨事項と促進する行動のパフォーマンスの対比で構成される、適合したアンケートが適用されます。 たとえば、実行された身体活動の種類と強度、および行動目標に含まれる各食品の消費量と頻度に関する質問が含まれます。

2.3.4 統計分析: データの分布は、コルモゴロフ スミルノフ検定で分析されます。 平均、標準偏差、および中央値を含む記述的分析が実行されます。 次に、正規分布が見つかった場合、選択された変数に対するプログラムの効果は、対応のあるデータと対応のないデータの t-スチューデント検定を使用して、評価間およびグループ間で変数を比較することによって評価されます。 正規分布データがない場合は、Wilcoxon 検定 (反復測定) と U de Mann Whitney 検定 (独立したグループ) が使用されます。 カテゴリ変数がない場合は、カイ 2 乗検定が使用されます。 正規分布データの場合はピアソン相関、正規分布しないデータの場合はスピアマン相関を考慮して、相関分析も実行されます。 同様に、変数間の関係とリスクを特定するために、オッズ比を報告するバイナリロジスティック回帰分析と同様に、単純な複数の線形回帰モデルが実行されます。 統計分析は、STATA V12® プログラムで実行されます。

2.4 倫理的および生物学的安全性に関する考慮事項: このプロジェクトは、グアダラハラ大学の生物および農業科学大学センター (CUCBA) の行動研究および研究センターの倫理委員会によって評価および承認されており、番号は CUCBA/ です。 CEIC/CE/002/2022 および南大学センター (CUSUR) の技術研究委員会による番号 2021D001。 このプロトコルは、Clinical Trials.gov にも登録されています。 (ID: NCT05457439)。 介入を行う際は、ヘルシンキ宣言とメキシコ保健長官のバイオセーフティプロトコルに常に従います。 すべての参加者はインフォームド コンセントに署名し、その身元は、私的当事者が保有する個人データの保護に関する連邦法によって保護されます。

人間を対象とした研究の規制と COVID-19 パンデミックの状況の両方により、厳密なバイオセーフティプロトコルに従い、評価スタッフと参加者の両方が常にマウスカバーを着用します。 同様に、サンプル収集担当者は保護メガネと滅菌手袋を着用し、作業エリアの絶え間ない消毒が行われます。 また、有害な生物学的廃棄物は、保健省の規定に従って専用のゴミ箱に廃棄されます。

3. ディスカッション: このプログラムを開発することにより、メキシコの人口 (および将来の人口) が健康的で持続可能な食事を達成するための最初の基盤が生成されます。 これは、健康上の結果にプラスの影響を与え、食物消費の環境への影響を減らすことができます;このようにして、世界人口を苦しめている 2 つの主な問題に対処しています。 また、新しい概念が提案されています。それは、食行動の心理的、社会的、文化的、経済的、栄養的、および環境的側面を統合する行動科学に基づくアプローチであり、その目的は、行動変容介入を実施し、人々の食行動を導き、持続可能な食行動に向けて必要な基盤。 今期中には、いつ、どれだけ、何を、どれだけ、いつ、どのように食べるかという適切な行動レパートリーを身につけて実践してもらうことを目的とした、栄養生態教育のコンセプトも打ち出されています。環境、文化、経済、嗜好、食料安全保障、健康、栄養、他の要因の中でも。

これらの側面に加えて、現在開発されているモバイルアプリケーションは、まずメキシコの国家レベルで、そして世界中で持続可能な食事の促進を促進するツールになるでしょう. また、メキシコの状況に合わせた最初の持続可能な食品ガイドが作成されます。 持続可能性の側面だけでなく、心理的および行動的側面も考慮します。 さらに、作成される予定のワークショップ、レシピ、食事計画は、国の健康と環境部門が持続可能な食事の消費を促進するためのツールとして機能します。 最後に、腸内微生物叢と持続可能な食事との関連性は、この研究が初めて、特にメキシコの人口について特徴付けられる新しい側面です. 最後に、このプロジェクトは、持続可能な食生活を促進するための行動介入と技術を考慮することの重要性に注意を向けさせることを目的としています。