Vitamin D og helsestatus for britiske afrikansk-karibiske kvinner

Introduksjon

Vitamin D-mangel er fortsatt et globalt folkehelseproblem (Wilson 2017). Det er sterke epidemiologiske bevis som forbinder lav vitamin D-status med diabetes, kardiovaskulær sykdom, osteoporose, slitasjegikt og enkelte kreftformer (NatCen 2018). Tilstanden har en betydelig økonomisk innvirkning på økonomien, og er derfor av betydning for folkehelsen (Sturges 2018).

Den britiske afrikansk-karibiske befolkningen i Storbritannia (Storbritannia) øker jevnt (2011 Storbritannias folketelling). Til tross for dette er det mangel på forskning som ser på vitamin D-statusen til denne befolkningen. Denne populasjonen er spesielt utsatt for vitamin D-mangel på grunn av å ha en hudtype som hindrer produksjonen av vitamin D i huden (Libon 2013). Videre, på grunn av den geografiske beliggenheten til Storbritannia, er det en enda større redusert evne til å produsere vitamin D på grunn av lav soleksponering (Libon 2013).

Vår viktigste kilde til vitamin D er gjennom hudens eksponering for solen. I Storbritannia er UV-strålingen bare sterk nok mellom april og september, til at produksjonen av vitamin D kan skje (Wilson 2017). I vintermånedene må D-vitamin inntas i form av mat eller kosttilskudd. Vår studie vil se på vitamin D-statusen til britiske afrikansk-karibiske kvinner som bor i Storbritannia på senhøsten og vinteren 2019/2020 og sammenligne disse funnene med en andre prøve våren 2020. I tillegg skal etterforskerne fastslå hvilke faktorer som kostinntak, soleksponering og muskelstyrke som bidrar til vitamin D-status. Hver deltaker vil kreve to besøk til universitetet, den første økten vil ta ca. 2 timer, mens den andre økten vil være kortere da ikke alle tiltak vil bli gjentatt. Studien er finansiert av University of Surrey.

Funnene i denne studien kan føre til strategier for å forbedre vitamin D-status i denne populasjonen, samt forbedre retningslinjer for å hjelpe mørkere personer med eksponering for sollys på høye breddegrader.

Mål

Primære mål:

1. Vurder vitamin D-status hos britiske afrikansk-karibiske kvinner 18-35 og >55 år
2. For å sammenligne vitamin D-status for deltakere på senhøsten og vinteren 2019/2020 med nivåene våren 2020

3. Bestem effekten av soleksponering, vitamin D-inntak i kosten, muskelstyrke, livsstil og antropometriske faktorer har på vitamin D-status

   Sekundære mål:

4. Vurder nivået av vitamin D-forbruk fra kosten
5. Mål beinmineraltetthet, benmineralsammensetning og kroppssammensetning
6. Vurder nivået på fysisk aktivitet
7. Mål nivået av UVB-soleksponering
8. Mål muskelstyrke og utholdenhet
9. Vurder kvalitativt holdninger og atferd rundt soleksponering
10. Sammenlign data med tidligere innsamlede data om kaukasiske og sørasiatiske populasjoner

Hypotese:

Det antas at britiske afrikansk-karibiske kvinner vil ha dårligere vitamin D-status enn sine kaukasiske kolleger. Det antas at de med høyere soleksponering og vitamin D i kosten vil ha høyere nivåer av vitamin D samt sterkere beinmineraltetthet og muskelstyrke.

Kriterier for deltakervalg:

Inkludering

• Kvinner

• Britisk afrikansk-karibisk

  • Selvrapportert
  • Å ha afrikansk forfedres opprinnelse og migrert via de karibiske øyene, eller ha minst én forelder med afrikansk forfedres opprinnelse som migrerte via Karibien
• Bor i England i >2 måneder
• Alder 18-35 eller >55 år
• Ingen vesentlige helseproblemer
• Premenopausal (regelmessig menstruasjon) eller postmenopausal (menstruasjonsperioder stoppet i mer enn 12 påfølgende måneder)
• BMI 18-30kg/m2

Utelukkelse

• Kvinner i perimenopause eller overgangsalder
• Gravid eller planlegger graviditet i studieperioden
• Hyperkalsemi (>2,5 mmol/L) - vurdert og ekskludert ved baseline
• Mottar for tiden behandling for medisinske tilstander som sannsynligvis vil påvirke vitamin D-metabolismen (osteoporose, hormonbehandling, anti-østrogenerbehandling, antiepileptika og brystkreftbehandling)
• Regelmessig bruk av solsenger
• Å ha solferie en måned før studiestart eller planlegger solferie i mer enn 4 uker innenfor studieperioden
• Kvinner som tar vitamin D eller kalsiumtilskudd (eller multivitamintilskudd som inneholder disse vitaminene) - Hvis en potensiell deltaker samtykker i å stoppe bruken av kosttilskudd for å bli med i studien, er en utvaskingsperiode på 8 uker før studiestart akseptabelt
• Bor i England i mindre enn 2 måneder

Uttak

Alle deltakere vil bli varslet under samtykkeprosessen om at de står fritt til å trekke seg fra prøveperioden når som helst, uten å oppgi en grunn.

Antall deltakere som skal rekrutteres

Etterforskerne vil ha som mål å rekruttere n = 100 deltakere som skal inkluderes i studien på senhøsten og vinteren 2019/2020, med de samme deltakerne som kommer til den gjentatte studien våren 2020.

Dette tallet er basert på minimum som kreves for å gi pålitelige og generaliserbare resultater og være innenfor studiens økonomiske og tidsbegrensninger.

Oppsummering av eksperimentell design og metoder brukt

Dette er en observasjonsstudie som vil kreve to besøk til den kliniske undersøkelsesenheten (CIU), ved University of Surrey, Guildford. Det ene besøket vil finne sted på senhøsten og vinteren 2019/2020 og det andre våren 2020.

Deltakerne vil bli rekruttert gjennom National Health Services (NHS), lokale grupper, samfunnsgrupper, universitetsklubber og samfunn, flyers og sosiale medier. De som er interessert i studien vil kontakte forskerne, og vil deretter få tilsendt et deltakerinformasjonsark og et spørreskjema for screening for å se om de oppfyller inklusjonskriteriene.

Rekrutterte deltakere vil komme fastende til CIU. Etter signering av et samtykkeskjema vil følgende mål bli tatt:

1. Antropometriske mål Følgende antropometriske mål vil bli tatt fra hver deltaker: Vekt, høyde, midje/hofteforhold, midjeomkrets, midje/høydeforhold og kroppssammensetning.

   Vekt og kroppssammensetning vil bli målt til nærmeste 0,1 kg. Dette oppnås ved å bruke en Tanita Body Composition Analyzer MC-180MA. Ståhøyde vil bli målt ved hjelp av et veggstadiometer, til nærmeste 0,1 cm. Midje- og hofteomkrets vil bli målt med et ikke-utvidbart standardmålebånd, på det smaleste punktet på overkroppen for midjemål (hvis dette ikke kan estimeres, vil nivået på navlen bli brukt som referansepunkt), og bredeste delen av hoftene for hoftemålet, til nærmeste 0,1 cm.

   Midje-til-hofte-forholdet vil bli beregnet ved å dele midjemålet med hoftemålet (midje ÷ hofte) og midje-høydeforholdet vil bli beregnet ved å dele midjemålet med høydemålet (midje ÷ høyde)

2. Blodprøve En 8 timers fastende blodprøve vil bli tatt av en utdannet phlebotomist.

   Følgende oppsamlingsrør vil bli brukt:

   • 15 ml BD Vacutainer® SSTTM (rød topp) tube: serum 25OHD, kalsium og albumin, P1NP, CTX, lipidprofil, mikronæringsstatus
   • 6 ml BD Vacutainer® EDTA (lilla) rør: PTH-plasma, blodsukkernivå
   • 3ml EDTA: Blod-DNA

   Blodprøvetaking vil skje én gang, ved hver av de to øktene. Omtrent 25 ml blod vil bli tatt under hver av øktene, med totalt 50 ml blod tatt under hele studien.

   Albumin, lipidprofil, mikronæringsstoffstatus og blodsukkernivå vil bli analysert ved University of Surrey. Benmarkører; P1NP og CTX vil bli analysert ved Metabolic Bone Centre, Northern General Hospital, Sheffield. Serum 25OHD, PTH plasma, kalsium vil bli analysert ved Imperial College Healthcare NHS trust.

   Både serum- og plasmablodprøvene vil bli lagret ved -80°C ved University of Surrey.

   Etter blodprøven vil deltakerne få forfriskninger.

3. Perifer computertomografi (pQCT)-skanning En pQCT-skanning vil bli tatt for å måle benmineralsammensetning. En skanning av den ikke-dominante underarmen vil bli utført. Hvis deltakeren beveger seg under skanningen, må den gjentas. Skanningen er smertefri og involverer en svært lav total effektiv stråledose på ca. 0,5 uSv.

4. Dual energy X-ray absorptiometri (DEXA) skanning Før DEXA-skanningen vil deltakerne ta et pre-scan spørreskjema, som inkluderer å erklære at de ikke er gravide. Deltakerne vil få muligheten til å ta en graviditetstest før både pQCT- og DEXA-skanningen.

   To DEXA-skanninger vil bli tatt. En skanning for å vurdere benmineraltetthet og kroppssammensetning i hele kroppen, og den andre for å spesifikt vurdere frakturrisiko ved å skanne lårbenet, hoften og lårbenshodet. Effektive eksponeringsdoser for disse skanningene er henholdsvis omtrent 9 uSv og 8 uSv. Total forskningsprotokolldose er ca. 18 uSv, dette tilsvarer ca. 3 dager med naturlig bakgrunnsstråling.

5. Sit-til-stå-test Den 30 sekunder lange Sit-til-stå-testen brukes til å måle beinstyrke og utholdenhet. En stol uten armer vil bli plassert mot en vegg for å hindre utglidning. Deltakeren vil sitte i stolen med rett rygg, føttene i skulderbreddes avstand på gulvet, med armene i kryss ved håndleddene og holdt mot brystet. Hvis deltakeren bruker armene for å reise seg, får de 0. Deltakeren vil fullføre så mange fulle tribuner som mulig innen 30 sekunder.
6. Grepstyrketest Hensikten med denne testen er å måle den maksimale isometriske styrken til hånd- og underarmsmuskulaturen. Ved å plassere armen i rett vinkel med albuen på siden av kroppen, vil deltakeren bruke sin ikke-dominante hånd til å holde håndgrepsdynamometeret (5401 Hand Grip Dynamometer, Takei Scientific Instruments Co. Ltd, Niigata, Japan). Deltakeren vil klemme dynamometeret med maksimal innsats i 5 sekunder. Gjennomsnittlig tre tester vil bli tatt, til nærmeste 0,1 kg.
7. International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) kort skjema Et fysisk aktivitetsspørreskjema vil bli gjennomført for å få data om fysisk aktivitet i hverdagen.
8. Spørreskjema for soleksponering Spørreskjemaet for soleksponering måler hvor ofte deltakerne tilbringer i solen på ulike årstider, hvilke kroppsdeler som ble utsatt og om de har vært på en nylig sommerferie.
9. Livsstilsspørreskjema Livsstilsspørreskjemaet måler en rekke faktorer, inkludert hudtype, sykehistorie, utdanning, atferd og holdninger til soleksponering og kunnskap om og inntak av vitamin D.
10. Instruksjoner om hvordan du fyller ut en 4-dagers matdagbok 4-dagers matdagbøker vil bli ført for å måle kostinntaket, spesielt inntak av vitamin D. Disse skal brukes hjemme i fire dager, hvorav en av dagene vil være en helg dag. Deltakerne blir bedt om å registrere tid, hva de spiser, tilberedningsmåte og mengde spist. De vil bli bedt om å sende disse tilbake til etterforskerne ved å bruke fripostkonvoluttene som følger med. Forskerne kan ringe eller sende e-post til deltakerne hvis ytterligere informasjon om kostholdet deres er nødvendig. Data vil bli analysert ved hjelp av Nutritics® ernæringsanalyseprogramvare.
11. Instruksjoner om hvordan du bruker et dosimeter for å måle UVB-eksponering Deltakerne vil bli bedt om å bære et dosimeter polysulfonfilmmerke for å måle UVB-eksponering. Dosimetrene festes til yttertøyet med en nål, som bæres på øvre bryst-/skulderregion. Enkeltpersoner blir bedt om å bære merket på fra soloppgang til solnedgang, i 4 dager, hvorav en vil være en helgedag. De blir bedt om å oppbevare dosimeteret i den medfølgende konvolutten (av tykt og mørkt materiale for å forhindre ytterligere UVB-eksponering under lagring) til de returneres.

Data vil bli lest ved University of Surrey, før og etter bruk av dosimeter. Et Cecil Aquarius CE7200 Double Beam Spectophotometer (CV <1%) vil bli brukt ved 330nm for å oppdage en endring i absorberingsevne.

Resultater av individuelle merkedoser rapporteres i standard erytemdose (SED)-enheter (1 SED = 100 J/m2). For å konvertere til SED vil følgende formel bli brukt:

SED = 10,7 [∆a330] + 14,3 [∆a330]2 - 26,4 [∆a330]3 + 89,1 [∆a330]4 [∆a330] = Endring i absorbans ved 330 nm av dosimeteret fra pre-UB eksponering

Deltakerne vil deretter bli invitert tilbake til CIU våren 2020. På den andre økten vil kun følgende mål gjentas: Antropometriske målinger, blodprøve, stå-til-stå-test, grepsstyrketest, 4-dagers matdagbok og måling av UVB-eksponering gjennom bruk av dosimeter. DEXA-skanningen, pQCT-skanningen og spørreskjemaene vil kun bli utført ved baseline-sesjonen. Resultatene fra begge besøkene vil deretter bli analysert.

Statistisk analyse Statistisk analyse vil bli utført med støtte fra University of Surreys statistiske avdeling. All statistisk analyse vil bli utført ved hjelp av SPSS statistisk programvare (versjon 25; SPSS Inc., Chicago, IL). Data vil bli kontrollert for normalitet ved hjelp av passende tester. Passende parametrisk/ikke-parametrisk analyse vil bli brukt.

Data håndtering

Data vil bli håndtert av hovedetterforskeren som vil fungere som depotmottaker. Følgende retningslinjer vil bli fulgt:

• Alle data vil forbli konfidensielle
• Alle deltakere vil få et unikt studienummer, deres personlige opplysninger vil aldri bli referert til
• Data vil bli kodet med unikt studienummer
• All anonymisert data vil bli lagret på et sikkert sted på universitetets servere og på passordbeskyttede datamaskiner
• Prosjektdata vil bli oppbevart i minst 6 år og alle forskningsdata i minst 10 år i samsvar med universitetets retningslinjer og i samsvar med {UK} Data Protection Act (2018).
• Når et emne ikke oppfyller inklusjonskriteriene, vil alle spørreskjemaer og innsamlede data bli ødelagt.

Studieevaluering

Fordeler for deltakerne Alle deltakerne i studien vil bli tilbudt en oppsummering av resultatene, inkludert vitamin D-status og bentetthet. DEXA-skanninger regnes som gullstandardmetoden for å måle kroppssammensetning, og er derfor verdifull for deltakerne. Deltakerne vil også få viktig informasjon om D-vitaminstatusen, som de ikke ville kunne få med mindre de oppsøkte en fastlege for å ta blodprøve. Ikke bare vil disse resultatene være av interesse for deltakerne, men etterforskerne vil også sørge for at deltakerne forstår at de bidrar til forskningen på vitamin D i sin befolkningsgruppe, og resultatene deres kan bidra til å endre retningslinjer, være til nytte for fremtidige populasjoner og produsere effektive folkehelsekampanjer. Deltakerne får ikke betalt, men får dekket alle reiseutgifter.

Risiko for deltakere Emner vil kreve to besøk til University of Surrey, noe som kan forårsake mindre ulemper, men emnene vil bli refundert for reiseutgifter.

Venepunkturen kan forårsake noe mindre ubehag, selv om prøven vil bli tatt av en erfaren phlebotomist for å minimere eventuelle bivirkninger. De perifere computertomografi (pQCT) målingene (for vurdering av benmineraltetthet) av underarmen er smertefri og involverer en svært lav total stråledose. Hvis deltakeren beveger seg under skanningen, må den gjentas. Dosene som mottas er svært lave, på omtrent 0,5uSv. Derfor er risikoen/skadevirkningene av pQCT-strålingen minimale. Totalt to skanninger med dobbeltenergi røntgenabsorptiometri (DEXA), en for vurdering av benmineraltetthet og kroppssammensetning i hele kroppen, og den andre for å vurdere frakturrisiko ved å skanne hofte- og lårhodet. Effektive eksponeringsdoser for disse skanningene er henholdsvis omtrent 9 uSv og 8 uSv. Den totale forskningsprotokolldosen er omtrent 18 uSv. Dette tilsvarer ca. 3 dager med naturlig bakgrunnsstråling. Basert på denne dosen tilsvarer dette en total kreftrisiko for hele livet på ca. 1 av 700 000 for deltakere i alderen 18-35 år (basert på et gjennomsnitt på 7,5 % per Sv), og ca. 1 av 4 000 000 for deltakere i alderen >55 år (basert på 1,5 % per Sv) (Wall 2011).

Spørreskjemaene (IPAQ, sollyseksponering og livsstil) vil neppe forårsake store ulemper for kvinner da de er korte og fokuserte. Matdagbøkene kan være monotone, men varer bare i 4 dager. Matdagbøkene bør ikke være til for store ulemper da kvinnene blir bedt om å ikke endre sine vanlige matvaner og fortsette å spise som de normalt ville. Dosimetrene er ikke-invasive og bæres som et merke på utsiden av klærne, dette har vært begrenset til 4 dager. Sitte-å-stå- og grepsstyrketestene er enkle tester som neppe vil forårsake tretthet eller ubehag. Antropometriske målinger vil neppe forårsake stress eller ubehag, da de vil være korte og ikke-invasive.

Fordeler til vitenskapelig kunnskap og folkehelsepolitikk

Den longitudinelle observasjonsstudien vil tillate analyse av endring i vitamin D-status hos britiske afrikansk-karibiske kvinner. Dette vil være til stor fordel siden det er lite kjent om vitamin D-statusen til denne befolkningen. Funnene i denne studien vil ikke bare fylle dette gapet i kunnskapen, men kan også informere folkehelsepolitikken om vitamin D. Studien vil ta sikte på å finne ut hvilke faktorer som vitamin D-inntak i kosten, soleksponering og muskelstyrke som påvirker vitamin D. status i denne befolkningen, som er lite kjent. Studien vil også vurdere holdninger til soleksponering, noe som kan gi innsikt som kan være nyttig for offentlig politikk.