Astma en obesitas dieet versus lichaamsbeweging

Onze primaire hypothese is dat inflammatoire SNP's de mate van de ontstekingsreactie kunnen reguleren, waarbij obesitas de ernst van de ziekte verandert. In dit geval demonstreert astma dat zich ontwikkelt in de context van obesitas de mogelijke schadelijke relatie tussen een specifieke pro-inflammatoire toestand (obesitas) en de genetische regulatoren van ontsteking (SNP's).

Onze secundaire hypothese stelt voor dat gewichtsverlies op korte termijn (12 weken) door alleen een dieet, maar niet alleen lichaamsbeweging, longspecifieke ontsteking zal verminderen en de pro-inflammatoire reacties zal verminderen bij vrouwelijke Afro-Amerikaanse zwaarlijvige adolescenten met astma in vergelijking met een wachtlijstcontrole. groep die na de eerste 12 weken een gecombineerd 12 weken durend dieet plus bewegingsprogramma krijgt (wachtlijstcontrole/gecombineerd). Een derde verkennende hypothese stelt voor dat de frequentie van geïdentificeerde SNP's significant gerelateerd zal zijn aan de hoeveelheid vetverlies door dieet, lichaamsbeweging of gecombineerd programma en verder zal worden gemedieerd door specifieke luchtweg- en pro- en anti-inflammatoire markers. Specifieke doelen zijn onder andere:

1. Om de frequentie van single-nucleotide polymorfismen en SNP-haplotypes in pro- en anti-inflammatoire genen te bepalen bij vrouwelijke Afro-Amerikaanse zwaarlijvige en niet-zwaarlijvige astmatische en niet-astmatische adolescenten, 13-19 jaar of leeftijd.
2. Om de effecten van dieet of lichaamsbeweging op longspecifieke ontsteking (uitgeademd stikstofmonoxide, [eNO]) en pro-en anti-inflammatoire reacties bij vrouwelijke Afro-Amerikaanse zwaarlijvige astmatische en niet-astmatische adolescenten te onderzoeken in vergelijking met een wachtlijstcontrole/gecombineerd groep.
3. Om de effecten te bepalen van de inflammatoire SNP's in de modulatie van verschillende inflammatoire markers en longspecifieke ontsteking (eNO) bij vrouwelijke Afro-Amerikaanse zwaarlijvige astmatische en niet-astmatische adolescenten voor en na gewichtsverlies door dieet, lichaamsbeweging of beide.

We zullen als volgt een dwarsdoorsnede-analyse uitvoeren van 4 groepen Afro-Amerikaanse adolescente (13-19 jaar) vrouwen: Groep 1A: zwaarlijvig met astma Groep 1B: niet-zwaarlijvig met astma Groep 1C: zwaarlijvig zonder astma Groep 1D: niet -zwaarlijvig, niet-astma

Patiënten die in dit deel van de studie worden opgenomen, zijn vrouwelijke Afro-Amerikaanse zwaarlijvige en niet-zwaarlijvige astmatische adolescenten, 13-19 jaar, zoals gedefinieerd door de Amerikaanse Centers for Disease Control (USCDC 2000 sex specific Body Mass Index (BMI)-for-age groei grafieken. Als controles nemen we vrouwelijke Afro-Amerikaanse zwaarlijvige, niet-astmatische adolescenten en gezonde, op leeftijd afgestemde controles (niet-zwaarlijvig, niet-astma) op.

Uitgaande van een dominant model, voor een haplotype van 5 SNP's, zou een steekproef van 100 individuen per groep (overeenkomend 1:1) ten minste 80% vermogen bereiken om een ​​OR van 1,5 te detecteren voor de associatie van het haplotype met groepslidmaatschap (zoals zwaarlijvig met astma vs. niet-zwaarlijvig met astma), op 0,05 significantieniveau. Alle andere groepsvergelijkingen zouden dezelfde voorwaarden aannemen, dus er zijn steekproeven van 100 voor elk van de groepen vereist.

Nadat de ouder/voogd de geïnformeerde toestemming heeft ondertekend, een algemeen medisch onderzoek en anamnese is afgenomen en spirometrietesten zijn uitgevoerd om de longfunctie van elke deelnemer te beoordelen, zal de obesitasstatus worden beoordeeld. Voor meisjes die tijdens bezoek 1 niet-obesitas blijken te zijn, zal ongeveer 30 ml perifeer bloed worden verkregen van 100 astmapatiënten en 100 niet-astmatische gezonde leeftijdsgematchte controles. Voor zwaarlijvige deelnemers (100 astmapatiënten en 100 niet-astmapatiënten) zullen perifere bloedafnames worden verkregen tijdens bezoek 2 (baseline). Perifeer bloed zal worden getest op een hemoglobine A1-C (HA1C), lipidenprofiel en om de aanwezigheid van ontstekingen en genetische markers te bepalen. Een extra bloedmonster van alle Afro-Amerikaanse adolescente meisjes die aan het onderzoek deelnemen, zal worden verzameld in heparinebuisjes (2 buisjes van 10 ml). De mononucleaire laag zal worden gescheiden met behulp van dichtheidsgradiënten en zal het circulerende MDS karakteriseren. Flowcytometrie zal worden gebruikt om het percentage monocytische of granulocytische MDSC te bepalen met behulp van verschillende fluorescentie-gelabelde antilichamen, waaronder anti-CD11b, CD14, CD15, CD33, CD66 en HLA-DR. Het DNA zal worden geëxtraheerd door DNAzol (Invitrogen Corp; Grand Island, NY). Voor de SNP-analyse zijn we van plan om de humanCNV370-Quad bead-chip van lllumina (lllumina Inc, San Diego, CA) te gebruiken. Deze chip maakt de analyse van meer dan 370.000 SNP's tegelijkertijd mogelijk en gebruikt slechts 200 ng genomisch DNA. We zullen onze analyse in eerste instantie concentreren op de pro- en anti-inflammatoire cytokinegen SNP's (/LS, TNF, TGFB, ILIO, IL8, IL6, PTGS2, ARG1) en SNP's in leptine, leptinereceptor en adiponectine (Tabel 11) en de resultaten zullen door TaqMan als volgt worden bevestigd: genomisch DNA (5 ng) wordt gedurende 10 minuten bij 95 °C gedenatureerd en gedurende 40 cycli van 15 seconden bij 92 °C en 1 minuut bij 58 °C geamplificeerd, in aanwezigheid van 2X TaqMan Universal Master Mix (Applied Biosystems), water en de respectieve primer- en reporterprobemix (gelabeld met FAM of VIC). De reactie zal worden geanalyseerd met behulp van een 7900 HT-instrument (Applied Biosystems), op de aanwezigheid van VIC- of FAM-fluorescentiemarker, of beide, met behulp van het Sequence Detection System (Applied Biosystems) om het genotype te bepalen. De controles omvatten personen met een bekend genotype en blanco's zonder DNA. Bovendien zal 15% van de monsters twee keer worden uitgevoerd in afzonderlijke assays en zal de allelclassificatie worden vergeleken. De individuen met bekend genotype en blanco's zonder DNA zullen voor elke SNP in elke batch worden opgenomen.

Chi-kwadraat-, Fisher's exact- en student-t-testen zullen worden gebruikt om de statistische significantie te beoordelen van de verschillen in de frequenties van de verschillende SNP's tussen obese astmapatiënten, niet-obese astmapatiënten, obese niet-astmapatiënten en gezonde controles. Haplotype-frequenties zullen worden afgeleid met behulp van log-lineaire modellering ingebed in een verwachtingsmaximalisatie-algoritme. Kwaliteitscontroleprocedures (inclusief evaluatie van genotyperingsefficiëntie en Hardy-Weinberg-evenwicht), beoordeling van onevenwichtigheid tussen markers en haplotype-associatieanalyse zullen afzonderlijk worden uitgevoerd bij obese versus niet-obese en astmatische versus niet-astmatische patiënten.

Na inschrijving ondergaan in aanmerking komende deelnemers een basisbezoek met ongeveer 30 ml perifere bloedafname, Dual Energy X-RAY Absorptiometry (DEXA) -scan, uitgeademd stikstofmonoxide (eNO) en geschiktheid voor de studie volgens de onderzoeksarts. Na dit basisbezoek worden zwaarlijvige deelnemers met en zonder astma gerandomiseerd naar:

1) alleen dieet, 2) alleen bewegen of 3) wachtlijst/gecombineerde interventie (12 weken geen interventie gevolgd door gecombineerd dieet en bewegen).

Per behandelings- en controlegroep zullen ongeveer 110 proefpersonen worden geworven. Uitgaande van een uitvalpercentage van 20%, behouden we 360 ​​proefpersonen, 90 per groep, wat voldoende statistisch vermogen biedt om:

1. significante verschillen in eNO detecteren tussen alleen dieet, alleen lichaamsbeweging, gecombineerd programma of een wachtlijstcontrolegroep van vrouwelijke Afro-Amerikaanse zwaarlijvige astmapatiënten en niet-astmapatiënten volgens de onderstaande power-berekeningen voor de steekproefomvang en;
2. als onderdeel van het verkennende doel 3, de effecten bepalen van de inflammatoire SNP's in de modulatie van inflammatoire markers en eNO bij vrouwelijke Afro-Amerikaanse zwaarlijvige astmatische en niet-astmatische adolescenten voor en na gewichtsverlies door dieet, lichaamsbeweging of beide volgens de steekproef grootte machtsberekeningen).

Interventiemethoden:

Behandelgroepen zullen het Trim Kids-programma voor gedragsverandering ontvangen, maar de interventiematerialen zullen specifiek zijn voor behandelingen met alleen dieet of alleen lichaamsbeweging. Niet-zwaarlijvige astmapatiënten en niet-zwaarlijvige, niet-astmapatiënten dienen als controle voor het verkennende doel en nemen alleen deel aan een algemeen medisch onderzoek, spirometrie en bloedonderzoek. Ouders en kinderen wonen gedurende een aanbevolen periode wekelijks een uitgebreide sessie van twee uur bij. Medisch toezicht en begeleiding worden bij elke sessie geleverd door een arts of verpleegkundige om de therapietrouw te vergroten en bijwerkingen te controleren.

Beheer van astma: We zullen personen met ernstig of ongecontroleerd astma uitsluiten. In het geval van acute astma-aanvallen zullen deelnemers worden behandeld volgens een geschreven en beoordeeld actieplan voor astma, met gebruik van astmamedicatie of S-agonisten zoals Albuterol, en indien nodig met een korte kuur met andere medicijnen. Astmatische deelnemers die bij de interventiegroep betrokken zijn, zullen ook een pre-oefeningsdosis astmamedicatie moeten gebruiken vóór deelname aan elke oefensessie of zullen van die sessie worden uitgesloten. Elke exacerbatie wordt geregistreerd en deelnemers kunnen contact opnemen met een zorgverlener en indien nodig worden doorverwezen naar hulpdiensten. In het geval van een ernstigere exacerbatie of progressieve verslechtering, wordt de deelnemer behandeld volgens de zorgstandaard en wordt hij uit het onderzoek gehaald als chronische of langdurige ontstekingsremmende behandeling als een prioriteit wordt beschouwd.

Voedingsvoorlichting omvat een reeks leeractiviteiten, die specifiek zijn voor de behoeften van elke groep tijdens de verschillende stadia van het behandelingsprogramma. De kinderen krijgen gebruiksvriendelijke checklists voor de voedselfrequentie die ze elke week kunnen invullen.

De oefenprotocollen die in dit onderzoek zullen worden gebruikt, zullen gebaseerd zijn op het Trim Kids-oefenprotocol, dat de aanbevelingen afstemt op de medische toestand van het kind (co-morbiditeiten zoals astma), gewichtstoestand en fitnessniveau. Alle trainingsaanbevelingen volgen de richtlijnen van de American Thoracic Society (ATS), American Academy of Pediatrics (AAP) en American Academy of Sports Medicine (ACSM). Trainingssessies in het LSUHSC Wellness-centrum worden begeleid door ACSM-gecertificeerde instructeurs en personal trainers. Tijdens elke sessie van 12 weken van het programma komen de oefenactiviteiten overeen met de fysieke conditie van de groep van zwaarlijvigheid en het vermogen om gezondheids- en fitnessinformatie te begrijpen, te synthetiseren en toe te passen op dagelijkse situaties. Kinderen krijgen een oefenvideo met een oefenroutine om thuis uit te voeren. Ze krijgen ook kaarten om het aantal minuten fysieke activiteit te registreren dat ze elke week uitvoeren. Naleving wordt gecontroleerd door deze registratiekaarten voor fysieke activiteit te observeren en door hart- en ademhalingsfrequentie te bewaken. Gedragsverandering en psychosociale vorming worden geïntegreerd in educatieve sessies door een psycholoog.

Gedragsveranderingsvaardigheden worden aangeleerd waarbij wordt benadrukt hoe discussie, modellering, rollenspel en begeleide probleemoplossing worden gebruikt. Onderwerpen als zelfcontrole, commitment, grenzen stellen, gewoontevorming, doelen stellen en actieplannen, besluitvaardigheid en assertiviteitstraining komen aan bod.

De interventie zal worden uitgevoerd in de Health Sciences Center Wellness Facility van de Louisiana State University (LSU). Zowel dieet- als bewegingsgroepen komen samen voor medische controle en wegen in een klinische ruimte grenzend aan een privékamer met een weegschaal gedurende de eerste 30 minuten van elke wekelijkse les.

De groep die alleen dieet volgt, komt na de medische controle en weging van 30 minuten in een klaslokaal bijeen. De les Gedragsverandering volgt gedurende 30 minuten en de voedingseducatie ongeveer 30-60 minuten. Deelnemers aan de studie die deelnamen aan de interventie voor alleen het dieet, zullen worden geplaatst op ofwel een eiwitgemodificeerd snel dieet plus suppletie van vitamines en mineralen, gevolgd door een uitgebalanceerd, hypocalorisch dieet en/of een matig intensief, progressief trainingsprogramma, en krijgen instructie over gedrag wijziging.

De groep die alleen aan lichaamsbeweging doet, komt na de medische controle van 30 minuten samen in de grote polyvalente ruimte en wordt gewogen. De les over gedragsverandering volgt gedurende 30 minuten. Deelnemers zullen de aerobe apparatuur gebruiken, cultureel specifieke danslessen volgen, deelnemen aan krachttraining en buitensporten voor het hele gezin in een aangrenzend gemeenschapsparkgebied gedurende ongeveer 30-60 minuten. De deelnemers oefenen op een speelse, sporadische, intermitterende manier terwijl de instructeur de belangrijkste concepten bespreekt met behulp van symbolen, muziek en verschillende rekwisieten.

Na een wachttijd van 12 weken zullen de deelnemers aan het gecombineerde programma elkaar ontmoeten in een aparte multifunctionele ruimte en eenmaal per week deelnemen aan sessies voor dieet, lichaamsbeweging en gedragsverandering.