Witamina D i stan zdrowia brytyjskich kobiet z Afryki i Karaibów

Wstęp

Niedobór witaminy D pozostaje globalnym problemem zdrowia publicznego (Wilson 2017). Istnieją mocne dowody epidemiologiczne łączące niski poziom witaminy D z cukrzycą, chorobami układu krążenia, osteoporozą, chorobą zwyrodnieniową stawów i niektórymi nowotworami (NatCen 2018). Stan ten ma znaczący wpływ finansowy na gospodarkę, dlatego ma znaczenie dla zdrowia publicznego (Sturges 2018).

Populacja Brytyjczyków z Afryki i Karaibów w Zjednoczonym Królestwie (Wielka Brytania) stale rośnie (spis ludności Wielkiej Brytanii z 2011 r.). Mimo to brakuje badań dotyczących poziomu witaminy D w tej populacji. Populacja ta jest szczególnie narażona na niedobór witaminy D ze względu na typ skóry, który utrudnia produkcję witaminy D w skórze (Libon 2013). Ponadto, ze względu na położenie geograficzne Wielkiej Brytanii, zdolność do produkcji witaminy D jest jeszcze bardziej ograniczona ze względu na małą ekspozycję na słońce (Libon 2013).

Naszym głównym źródłem witaminy D jest ekspozycja skóry na słońce. W Wielkiej Brytanii promieniowanie UV jest wystarczająco silne tylko między kwietniem a wrześniem, aby mogła nastąpić produkcja witaminy D (Wilson 2017). W miesiącach zimowych witaminę D należy spożywać w postaci żywności lub suplementu. Nasze badanie przyjrzy się statusowi witaminy D brytyjskich kobiet z Afryki i Karaibów mieszkających w Wielkiej Brytanii późną jesienią i zimą 2019/2020 i porówna te wyniki z drugą próbką wiosną 2020 roku. Ponadto badacze określą, które czynniki, takie jak spożycie, ekspozycja na słońce i siła mięśni, wpływają na poziom witaminy D. Każdy uczestnik będzie wymagał dwóch wizyt na uczelni, pierwsza sesja potrwa około 2 godzin, druga sesja będzie krótsza, ponieważ nie wszystkie działania będą powtarzane. Badanie jest finansowane przez University of Surrey.

Wyniki tego badania mogą prowadzić do opracowania strategii poprawy poziomu witaminy D w tej populacji, a także ulepszenia wytycznych pomagających osobom o ciemniejszej karnacji w zakresie ekspozycji na światło słoneczne na dużych szerokościach geograficznych.

Celuje

Główne cele:

1. Ocena poziomu witaminy D u brytyjskich kobiet z Afryki i Karaibów w wieku 18-35 i >55 lat
2. Porównanie poziomu witaminy D u uczestników późną jesienią i zimą 2019/2020 do poziomu z wiosny 2020 r.

3. Określ wpływ ekspozycji na słońce, spożycie witaminy D w diecie, siłę mięśni, styl życia i czynniki antropometryczne na poziom witaminy D

   Cele drugorzędne:

4. Oceń poziom spożycia witaminy D z diety
5. Zmierz gęstość mineralną kości, skład mineralny kości i skład ciała
6. Oceń poziom aktywności fizycznej
7. Zmierz poziom ekspozycji na słońce UVB
8. Zmierz siłę i wytrzymałość mięśni
9. Oceń jakościowo postawy i zachowania związane z ekspozycją na słońce
10. Porównaj dane z wcześniej zebranymi danymi dotyczącymi populacji rasy kaukaskiej i południowoazjatyckiej

Hipoteza:

Przypuszcza się, że brytyjskie kobiety z Afryki i Karaibów będą miały gorszy poziom witaminy D niż ich rówieśniczki rasy kaukaskiej. Zakłada się, że osoby z większą ekspozycją na słońce i spożyciem witaminy D w diecie będą miały wyższy poziom witaminy D, a także większą gęstość mineralną kości i siłę mięśni.

Kryteria wyboru uczestników:

Włączenie

• Kobiety

• Brytyjska Afrykańsko-Karaibska

  • Zgłoszone samodzielnie
  • Posiadanie afrykańskiego pochodzenia przodków i migrowanie przez wyspy karaibskie lub posiadanie co najmniej jednego rodzica pochodzenia afrykańskiego, który migrował przez Karaiby
• Mieszkam w Anglii od ponad 2 miesiecy
• Wiek 18-35 lub >55 lat
• Brak istotnych problemów zdrowotnych
• Przed menopauzą (regularne miesiączki) lub po menopauzie (miesiączki zatrzymane na dłużej niż 12 kolejnych miesięcy)
• BMI 18-30kg/m2

Wykluczenie

• Kobiety w okresie okołomenopauzalnym lub menopauzie
• Ciąża lub planowanie ciąży w okresie studiów
• Hiperkalcemia (>2,5 mmol/l) — oceniona i wykluczona na początku badania
• Obecnie leczona z powodu schorzeń, które mogą wpływać na metabolizm witaminy D (osteoporoza, hormonalna terapia zastępcza, leczenie antyestrogenowe, leki przeciwpadaczkowe i leczenie raka piersi)
• Regularne korzystanie z leżaków
• Posiadanie urlopu słonecznego na miesiąc przed rozpoczęciem studiów lub planowanie urlopu słonecznego przez ponad 4 tygodnie w okresie studiów
• Kobiety, które przyjmują suplementy witaminy D lub wapnia (lub suplementy multiwitaminowe, które zawierają te witaminy) - Jeśli potencjalna uczestniczka zgodzi się zaprzestać stosowania suplementów w celu dołączenia do badania, dopuszczalny jest okres wypłukiwania wynoszący 8 tygodni przed rozpoczęciem badania
• Mieszkam w Anglii krócej niż 2 miesiące

Wycofanie

Wszyscy uczestnicy zostaną powiadomieni podczas procesu wyrażania zgody, że mogą wycofać się z badania w dowolnym momencie, bez podania przyczyny.

Liczba uczestników do rekrutacji

Badacze będą dążyć do rekrutacji n = 100 uczestników, którzy zostaną włączeni do badania późną jesienią i zimą 2019/2020, przy czym ci sami uczestnicy przybędą na powtórne badanie wiosną 2020 r.

Liczba ta opiera się na minimum wymaganym do uzyskania wiarygodnych i możliwych do uogólnienia wyników oraz mieści się w ramach ograniczeń finansowych i czasowych badania.

Podsumowanie projektu eksperymentu i zastosowanych metod

Jest to badanie obserwacyjne, które będzie wymagało dwóch wizyt w jednostce badań klinicznych (CIU) na Uniwersytecie Surrey w Guildford. Jedna wizyta odbędzie się późną jesienią i zimą 2019/2020, a druga wiosną 2020.

Uczestnicy będą rekrutowani za pośrednictwem National Health Services (NHS), grup lokalnych, grup społecznych, klubów i stowarzyszeń uniwersyteckich, ulotek i mediów społecznościowych. Osoby zainteresowane badaniem skontaktują się z badaczami, a następnie otrzymają arkusz informacyjny dla uczestnika i kwestionariusz przesiewowy, aby sprawdzić, czy spełniają kryteria włączenia.

Zrekrutowani uczestnicy przyjdą do CIU na czczo. Po podpisaniu formularza zgody zostaną wykonane następujące pomiary:

1. Pomiary antropometryczne Od każdego uczestnika zostaną wykonane następujące pomiary antropometryczne: waga, wzrost, stosunek talii do bioder, obwód talii, stosunek talii do wzrostu i skład ciała.

   Waga i skład ciała zostaną zmierzone z dokładnością do 0,1 kg. Zostanie to osiągnięte za pomocą analizatora składu ciała Tanita MC-180MA. Wysokość w pozycji stojącej będzie mierzona za pomocą stadiometru ściennego z dokładnością do 0,1 cm. Obwód talii i bioder zostanie zmierzony za pomocą standardowej miarki nierozciągliwej, w najwęższym miejscu tułowia do pomiaru talii (jeśli nie można tego określić, jako punkt odniesienia przyjmuje się poziom pępka), a najszerszej części bioder do pomiaru bioder, z dokładnością do 0,1 cm.

   Stosunek talii do bioder zostanie obliczony poprzez podzielenie obwodu talii przez obwód bioder (talia ÷ biodra), a stosunek talii do wzrostu zostanie obliczony poprzez podzielenie obwodu talii przez pomiar wzrostu (talia ÷ wzrost).

2. Próbka krwi Próbka krwi po 8 godzinach postu zostanie pobrana przez przeszkolonego flebotomistę.

   Zostaną użyte następujące probówki do pobierania:

   • 15 ml probówka BD Vacutainer® SSTTM (czerwona góra): surowica 25OHD, wapń i albumina, P1NP, CTX, profil lipidowy, stan mikroelementów
   • Probówka 6 ml BD Vacutainer® EDTA (fioletowa): osocze PTH, poziom glukozy we krwi
   • 3 ml EDTA: DNA krwi

   Pobieranie krwi odbędzie się raz, podczas każdej z dwóch sesji. Około 25 ml krwi zostanie pobrane podczas każdej z sesji, w sumie 50 ml krwi zostanie pobrane podczas całego badania.

   Albumina, profil lipidowy, status mikroelementów i poziom glukozy we krwi zostaną przeanalizowane na University of Surrey. Znaczniki kostne; P1NP i CTX będą analizowane w Metabolic Bone Centre, Northern General Hospital, Sheffield. Surowica 25OHD, osocze PTH, wapń zostaną przeanalizowane w powiernictwie Imperial College Healthcare NHS.

   Próbki krwi zarówno surowicy, jak i osocza będą przechowywane w temperaturze -80°C na Uniwersytecie w Surrey.

   Po pobraniu krwi uczestnicy otrzymają poczęstunek.

3. Obwodowa tomografia komputerowa (pQCT) Badanie pQCT zostanie wykonane w celu zmierzenia składu mineralnego kości. Zostanie wykonany skan przedramienia niedominującego. Jeśli uczestnik poruszy się podczas skanowania, należy je powtórzyć. Badanie jest bezbolesne i obejmuje bardzo niską całkowitą skuteczną dawkę promieniowania, wynoszącą około 0,5 uSv.

4. Skan absorpcjometrii rentgenowskiej o podwójnej energii (DEXA) Przed badaniem DEXA uczestniczki wypełniają kwestionariusz przed badaniem, w którym stwierdzają, że nie są w ciąży. Uczestnicy będą mieli możliwość wykonania testu ciążowego przed skanowaniem pQCT i DEXA.

   Zostaną wykonane dwa skany DEXA. Jeden skan ma na celu ocenę gęstości mineralnej kości całego ciała i składu ciała, a drugi szczegółową ocenę ryzyka złamania poprzez skanowanie kości udowej, biodra i głowy kości udowej. Efektywne dawki ekspozycji dla tych skanów wynoszą odpowiednio około 9 uSv i 8 uSv. Całkowita dawka protokołu badawczego wynosi około 18 uSv, co odpowiada około 3 dniom naturalnego promieniowania tła.

5. Test siadania i stania 30-sekundowy test siadania i wstawania służy do pomiaru siły i wytrzymałości nóg. Krzesło bez podłokietników zostanie ustawione pod ścianą, aby zapobiec poślizgnięciu się. Uczestnik usiądzie na krześle z wyprostowanymi plecami, stopami rozstawionymi na szerokość barków na podłodze, z rękami skrzyżowanymi na nadgarstkach i przyciśniętymi do klatki piersiowej. Jeśli uczestnik użyje rąk do wstania, otrzymuje 0 punktów. W ciągu 30 sekund uczestnik wykona jak najwięcej pełnych pozycji stojących.
6. Test siły chwytu Celem tego testu jest pomiar maksymalnej siły izometrycznej mięśni dłoni i przedramienia. Ustawiając ramię pod kątem prostym z łokciem z boku ciała, uczestnik użyje niedominującej ręki do trzymania dynamometru (5401 Hand Grip Dynamometer, Takei Scientific Instruments Co. Ltd, Niigata, Japonia). Uczestnik będzie ściskał dynamometr z maksymalnym wysiłkiem przez 5 sekund. Z dokładnością do 0,1 kg zostaną wykonane średnio trzy testy.
7. Krótki formularz Międzynarodowego Kwestionariusza Aktywności Fizycznej (IPAQ) Kwestionariusz aktywności fizycznej zostanie przeprowadzony w celu uzyskania danych na temat aktywności fizycznej w życiu codziennym.
8. Kwestionariusz ekspozycji na słońce Kwestionariusz ekspozycji na słońce mierzy, jak często uczestnicy spędzają czas na słońcu w różnych porach roku, jakie części ciała były narażone i czy byli na ostatnich wakacjach.
9. Kwestionariusz dotyczący stylu życia Kwestionariusz dotyczący stylu życia mierzy szereg czynników, w tym typ skóry, historię medyczną, wykształcenie, zachowania i postawy wobec ekspozycji na słońce oraz wiedzę i spożycie witaminy D.
10. Instrukcja, jak wypełnić 4-dniowy dzienniczek żywieniowy 4-dniowy dzienniczek żywieniowy będzie prowadzony w celu pomiaru spożycia pokarmu, w szczególności spożycia witaminy D. Będą one wykorzystywane w domu przez cztery dni, z których jeden będzie weekendem dzień. Uczestnicy proszeni są o zapisanie czasu, tego, co jedzą, sposobu przyrządzania i ilości zjedzonej potrawy. Zostaną poinstruowani, aby odesłać je z powrotem do śledczych, korzystając z dostarczonych bezpłatnych kopert. Naukowcy mogą dzwonić lub wysyłać e-maile do uczestników, jeśli potrzebne są dalsze informacje na temat ich diety. Dane zostaną przeanalizowane przy użyciu oprogramowania do analizy wartości odżywczych Nutritics®.
11. Instrukcje dotyczące noszenia dozymetru do pomiaru narażenia na promieniowanie UVB Uczestnicy zostaną poproszeni o założenie dozymetru z folii polisulfonowej w celu pomiaru narażenia na promieniowanie UVB. Dozymetry są przypinane do odzieży wierzchniej za pomocą szpilki, zakładanej na górną część klatki piersiowej/ramienia. Osoby fizyczne proszone są o noszenie plakietki od wschodu do zachodu słońca przez 4 dni, z których jeden przypada na weekend. Są poinstruowani, aby przechowywać dozymetr w dostarczonej kopercie (z grubego i ciemnego materiału, aby zapobiec dalszemu narażeniu na promieniowanie UVB podczas przechowywania) do czasu powrotu.

Dane zostaną odczytane na Uniwersytecie w Surrey, przed i po użyciu dozymetru. Spektofotometr z podwójną wiązką Cecil Aquarius CE7200 (CV <1%) zostanie użyty przy 330 nm do wykrycia zmiany chłonności.

Wyniki poszczególnych dawek plakietek podano w standardowych jednostkach dawki rumieniowej (SED) (1 SED = 100 J/m2). Aby przekonwertować na SED, zostanie użyta następująca formuła:

SED = 10,7 [∆a330] + 14,3 [∆a330]2 - 26,4 [∆a330]3 + 89,1 [∆a330]4 [∆a330] = Zmiana absorbancji przy 330 nm dozymetru od ekspozycji przed i po ekspozycji na UVB

Następnie uczestnicy zostaną ponownie zaproszeni do CIU wiosną 2020 r. Na drugiej sesji powtórzone zostaną tylko pomiary antropometryczne, próba krwi, próba stania z pozycji siedzącej, próba siły chwytu, 4-dniowy dzienniczek żywieniowy oraz pomiar ekspozycji na UVB poprzez noszenie dozymetru. Skan DEXA, skan pQCT i kwestionariusze będą wykonywane tylko podczas sesji podstawowej. Wyniki obu wizyt zostaną następnie przeanalizowane.

Analiza statystyczna Analiza statystyczna zostanie przeprowadzona przy wsparciu działu statystycznego Uniwersytetu w Surrey. Wszystkie analizy statystyczne zostaną przeprowadzone przy użyciu oprogramowania statystycznego SPSS (wersja 25; SPSS Inc., Chicago, IL). Dane zostaną sprawdzone pod kątem normalności za pomocą odpowiednich testów. Zastosowana zostanie odpowiednia analiza parametryczna/nieparametryczna.

Przetwarzanie danych

Dane będą przetwarzane przez głównego badacza, który będzie pełnić rolę opiekuna. Będą przestrzegane następujące wytyczne:

• Wszystkie dane pozostaną poufne
• Wszyscy uczestnicy otrzymają unikalny numer badania, a ich dane osobowe nigdy nie będą przywoływane
• Dane zostaną zakodowane unikalnym numerem badania
• Wszystkie zanonimizowane dane będą przechowywane w bezpiecznym miejscu na serwerach Uczelni oraz na komputerach chronionych hasłem
• Dane projektu będą przechowywane przez co najmniej 6 lat, a wszystkie dane badawcze przez co najmniej 10 lat, zgodnie z polityką uniwersytetu i zgodnie z brytyjską ustawą o ochronie danych (2018).
• Jeśli podmiot nie spełnia kryteriów włączenia, wszystkie kwestionariusze i zebrane dane zostaną zniszczone.

Ocena badania

Korzyści dla uczestników Wszyscy uczestnicy badania otrzymają podsumowanie swoich wyników, w tym status witaminy D i gęstość kości. Skany DEXA są uważane za złoty standard metody pomiaru składu ciała, dlatego są cenne dla uczestników. Uczestnicy zdobędą również ważne informacje na temat poziomu witaminy D, której nie byliby w stanie otrzymać, gdyby nie udali się do lekarza rodzinnego w celu wykonania badania krwi. Wyniki te nie tylko będą interesujące dla uczestników, ale badacze upewnią się również, że uczestnicy rozumieją, że wnoszą wkład w badania nad witaminą D w swojej grupie populacji, a ich wyniki mogą pomóc zmienić wytyczne, przynieść korzyści przyszłym populacjom i prowadzić skuteczne kampanie w zakresie zdrowia publicznego. Uczestnicy nie otrzymają wynagrodzenia, jednak otrzymają zwrot wszystkich kosztów podróży.

Ryzyko dla uczestników Uczestnicy będą wymagać dwóch wizyt na Uniwersytecie w Surrey, co może spowodować drobne niedogodności, jednak koszty podróży zostaną zwrócone.

Nakłucie żyły może powodować niewielki dyskomfort, chociaż próbka zostanie pobrana przez doświadczonego flebotomistę, aby zminimalizować wszelkie skutki uboczne. Pomiary obwodowej tomografii komputerowej (pQCT) (do oceny gęstości mineralnej kości) przedramienia są bezbolesne i wiążą się z bardzo niską całkowitą dawką promieniowania. Jeśli uczestnik poruszy się podczas skanowania, należy je powtórzyć. Otrzymane dawki są bardzo niskie, około 0,5 uSv. W związku z tym ryzyko/skutki niepożądane promieniowania pQCT są minimalne. Zostaną wykonane łącznie dwa skany absorpcjometrii rentgenowskiej o podwójnej energii (DEXA), jedno do oceny gęstości mineralnej kości i składu ciała w całym ciele, a drugie do oceny ryzyka złamania poprzez skanowanie biodra i głowy kości udowej. Efektywne dawki ekspozycji dla tych skanów wynoszą odpowiednio około 9 uSv i 8 uSv. Całkowita dawka protokołu badawczego wynosi około 18 uSv. Odpowiada to około 3 dniom naturalnego promieniowania tła. W oparciu o tę dawkę odpowiada to całkowitemu ryzyku zachorowania na raka w ciągu całego życia wynoszącemu około 1 na 700 000 dla uczestników w wieku 18-35 lat (na podstawie średnio 7,5% na Sv) i około 1 na 4 000 000 dla uczestników w wieku >55 lat (na podstawie 1,5% na Sv) (Wall 2011).

Kwestionariusze (IPAQ, ekspozycja na światło słoneczne i styl życia) raczej nie sprawią kobietom większych niedogodności, ponieważ są krótkie i skoncentrowane. Dzienniki jedzenia mogą być monotonne, ale trwają tylko 4 dni. Dzienniki jedzenia nie powinny być zbyt uciążliwe, ponieważ kobiety proszone są o niezmienianie swoich zwyczajowych nawyków żywieniowych i kontynuowanie jedzenia tak, jak zwykle. Dozymetry są nieinwazyjne i noszone jak odznaka na zewnątrz ubrania, czas ten został ograniczony do 4 dni. Testy siadania i stania oraz siły uchwytu to proste testy, które raczej nie powodują zmęczenia ani dyskomfortu. Pomiary antropometryczne raczej nie będą powodować stresu ani dyskomfortu, ponieważ będą krótkie i nieinwazyjne.

Korzyści dla wiedzy naukowej i polityki zdrowia publicznego

Obserwacja podłużna pozwoli na analizę zmian poziomu witaminy D u brytyjskich kobiet z Afryki i Karaibów. Przyniesie to ogromne korzyści, ponieważ niewiele wiadomo na temat poziomu witaminy D w tej populacji. Wyniki tego badania nie tylko wypełnią tę lukę w wiedzy, ale mogą również wpłynąć na politykę zdrowia publicznego w zakresie witaminy D. Badanie będzie miało na celu określenie, które czynniki, takie jak spożycie witaminy D w diecie, ekspozycja na słońce i siła mięśni, wpływają na witaminę D status w tej populacji, który jest mało znany. Badanie oceni również postawy wobec ekspozycji na słońce, co może dać wgląd, który byłby przydatny do informowania o polityce publicznej.