Interwencje dietetyczne, według rasy, oceniane jako uzupełniające metody leczenia bólu (DIRECTPain)

Badanie telefoniczne. Tylko uczestnicy zgłaszający silny ból (ból >3/10) z upośledzeniem w co najmniej jednej domenie funkcjonalnej (praca, zajęcia towarzyskie/rekreacyjne, opieka osobista) będą rekrutowani zgodnie z Narodową Strategią Przeciwbólową118. Wszyscy uczestnicy zostaną poddani wywiadowi przesiewowemu, który obejmie przegląd stanu choroby zwyrodnieniowej stawów każdego uczestnika i ocenę zgłoszonego czasu trwania choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego, obecnego i przeszłego leczenia, chorób współistniejących, aktualnego stosowania leków i warunków żywieniowych. Stosując kryteria American College of Rheumatology119, uczestnicy zostaną uwzględnieni niezależnie od tego, czy doświadczają jednostronnego, czy obustronnego bólu zwyrodnieniowego stawu kolanowego. Badanie przesiewowe oceni również dietę i historię zdrowia, aby upewnić się, że nie występują żadne inne kryteria wykluczenia. Dochód gospodarstwa domowego zostanie zgłoszony w celu ustalenia SES, a adres ulicy zostanie wykorzystany do ilościowego określenia bliskości sklepów spożywczych.

Uczestnicy. Badacze zrekrutują 200 dorosłych (40-75 lat) z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego. Częstość występowania choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego wzrasta wraz z wiekiem i obserwuje się ją na bardzo niskim poziomie przed 40 rokiem życia, ze szczytem w wieku 65-75 lat. Próbka będzie miała równą reprezentację w grupach rasowych (100 NHB i 100 NHW), co daje projekt 2 (rasa) na 2 (LCD lub USDA). Uczestnicy będą rekrutowani przy użyciu istniejących baz danych, ulotek społecznościowych, reklam radiowych/gazetowych, działań społecznych, mediów społecznościowych i Kliniki Leczenia Bólu UAB. Nasza próba wykonalności miała współczynnik ścierania na poziomie 12%, ale chcemy być konserwatywni podczas obecnego kryzysu zdrowotnego. Oczekujemy, że zapewnienie posiłków w obecnej propozycji zwiększy retencję.

Kryteria włączenia będą obejmować:

1. diagnostyka choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego
2. ból przez co najmniej 4/7 dni w tygodniu przez ostatnie 3 miesiące (ból ≥3/10 w skali 0-10)
3. wiek 40-75 lat
4. średnie dzienne spożycie >100 g węglowodanów (na podstawie listy kontrolnej żywności Fazy 1)
5. rozumienie języka angielskiego w mowie i piśmie
6. samoidentyfikacja jako NHB lub NHW
7. BMI między 25 a 40 kg/m2

Kryteria wykluczenia będą obejmować:

1. nieleczona cukrzyca
2. niechęć do przestrzegania przepisanych diet
3. ostatnia zmiana masy ciała (>4 kg w ciągu ostatniego miesiąca)
4. obecnie na diecie
5. historia zaburzeń odżywiania lub innych zaburzeń psychicznych wymagających hospitalizacji w ciągu ostatnich 6 miesięcy
6. choroby przewodu pokarmowego
7. trudności w żuciu lub połykaniu
8. poleganie na innych przy przygotowywaniu posiłków
9. choroba układu krążenia lub płuc
10. codzienne opioidowe leki przeciwbólowe
11. stosowanie leków, o których wiadomo, że zmieniają metabolizm lub trawienie (np. inhibitory pompy protonowej)
12. stosowanie leków przeciwnadciśnieniowych, które wpływają na tolerancję glukozy
13. używanie tytoniu
14. udział w ekstremalnych ćwiczeniach
15. wymiana kolana

Miary antropometryczne. Waga będzie mierzona podczas każdej wizyty w klinice. Do wszystkich pomiarów używana będzie ta sama skalibrowana skala ze znormalizowanym stadiometrem. Zostanie również zmierzony wzrost, obwód talii, tętno i ciśnienie krwi.

aktygrafia. Po określeniu uprawnień uczestnicy zostaną poproszeni o noszenie zegarka ActiWatch2 (Philips Respironics) przez 7 dni. Actiwatch2 to półprzewodnikowy akcelerometr przeznaczony do pomiaru codziennych wzorców snu i czuwania oraz rejestrowania ruchu ciała. Zbieranie obiektywnych danych dotyczących snu będzie ważne, ponieważ ból i zaburzenia snu są często chorobami współistniejącymi i wykazują różnice rasowe. Wykazano, że aktygrafia jest porównywalna z polisomnografią, a badania wykazały ważność pomiaru aktygrafii u osób z bólem przewlekłym i bez niego. Uczestnicy zostaną poproszeni o sygnalizowanie na ActiWatch2 przed pójściem spać i po przebudzeniu rano. Całkowita dzienna aktywność i aktywność podczas snu (tj. spokojny sen) będą mierzone i porównywane w czasie i między grupami. Wierzymy, że wyświetlacz LCD zwiększy codzienną aktywność i zmniejszy aktywność podczas snu, sygnalizując bardziej spokojny sen.

Listy kontrolne żywności i kwestionariusze dotyczące diety. Zapisy żywieniowe, sytość i zadowolenie z diety zostaną ocenione za pomocą 7-dniowej listy kontrolnej żywności, która zostanie rozdana podczas pierwszej wizyty i zebrana podczas wizyty nr 2 w celu określenia typowego spożycia w diecie. Podczas interwencji (faza 2) 7-dniowe listy kontrolne żywności będą uzupełniane co tydzień, aby umożliwić ilościową miarę przestrzegania zaleceń dietetycznych dostarczanych na tabletach z systemem Android i oprogramowaniem Research Electronic Data Capture (REDCap). Zostaną one przeanalizowane przy użyciu Systemu danych żywieniowych University of Minnesota for Research. Żywność poza tymi podanymi zostanie odnotowana. Ogólna wiedza żywieniowa zostanie oceniona za pomocą Ogólnego Kwestionariusza Wiedzy o Żywieniu (GNKQ). GNKQ ocenia 4 domeny, w tym wytyczne dietetyczne, źródła składników odżywczych, wybór żywności i choroby dietozależne. Można obliczyć wyniki dla każdej sekcji, a także ogólny wynik wiedzy. Skrócona Skala Bezpieczeństwa Żywnościowego Gospodarstw Domowych (HFSS-SF) zostanie wykorzystana do oceny bezpieczeństwa żywnościowego. Na początku i co 3 tygodnie uczestnicy będą wypełniać zmodyfikowany Kwestionariusz Cechy i Stanu Głodu, który ma na celu ocenę głodu, zachcianek i innych środków związanych z postrzeganiem zdolności do powstrzymania się od jedzenia. Podczas wizyty nr 4 uczestnicy wypełnią zmodyfikowaną wersję Kwestionariusza Satysfakcji z Leczenia dla Leków (TSQM), aby ocenić nastawienie i zadowolenie z dostarczonych zaleceń dietetycznych i osiągniętych zmian w ogólnym stanie zdrowia.

Interwencja dietetyczna. Wszystkie potrawy do diet będą dostarczane pod okiem wyszkolonego dietetyka. Jedzenie będzie dostarczane co tydzień na adres domowy uczestników w wybranym przez nich czasie i dniu. Będziemy wykorzystywać szeroko dostępną usługę Shipt do dostarczania produktów spożywczych z lokalnych sklepów spożywczych, znacznie zwiększając obszar i zasięg dostaw. Ta metoda jest obecnie z powodzeniem stosowana w trwających interwencjach dietetycznych przez Co-PI (Sorge) i naszych Co-Is (Goss, Gower), jest popularna wśród uczestników i wykonalna. Oczekuje się, że wybór uczestników zwiększy przestrzeganie zasad, podobnie jak fakt, że żywność będzie dostarczana z lokalnych sklepów spożywczych. Wierzymy, że cotygodniowy kontakt z dietetykiem i personelem badawczym utrzyma retencję w interwencji i poprawi przestrzeganie zaleceń.

Wytyczne dietetyczne dla Amerykanów (www.choosemyplate.gov/dietary-guidelines) sugeruje 225-325 g węglowodanów dziennie. Dlatego uczestnicy spożywający mniej niż 100 g dziennie zostaną uznani za stosujących dietę o obniżonej zawartości węglowodanów i zostaną wykluczeni. Uczestnicy zostaną losowo przydzieleni przy użyciu randomizacji warstwowej, w oparciu o rasę, do jednej z dwóch grup dietetycznych. Dieta niskowęglowodanowa (LCD) ma na celu ograniczenie dziennego spożycia węglowodanów. Wiadomo, że węglowodany wywołują silne reakcje insulinowe, które mogą prowadzić do stresu oksydacyjnego i uwalniania prozapalnych cytokin. Uczestnikom zaleca się zmniejszenie całkowitego (nie netto) spożycia węglowodanów do ≤ 40 g dziennie. Posiłki będą oferowane w taki sposób, że żadna kombinacja wybranych posiłków nie przekroczy naszego limitu. Tłuszcze nie będą ograniczone, podobnie jak białko (mięso, jajka). Jednak zapewnienie posiłków przez nasz personel badawczy pozwoli nam ograniczyć całkowitą ilość białek i tłuszczów, zmniejszając to źródło zmienności. Owoce będą ograniczone, a warzywa dozwolone w ograniczonych ilościach (2 filiżanki dziennie warzyw liściastych, 1 szklanka dziennie warzyw nieskrobiowych itp.). Uczestnicy zostaną poinstruowani, jakie rodzaje i ilości napojów mogą towarzyszyć wyświetlaczowi LCD. Codzienne lub prawie codzienne spożywanie napojów słodzonych cukrem wiązało się z obniżonym optymizmem u osób z przewlekłym bólem i większym ryzykiem depresji u zdrowych kobiet. Sztuczne słodziki niezawierające węglowodanów (stewia lub sukraloza) będą dozwolone, ale słodziki w proszku (aspartam, sacharyna, stewia, sukraloza) mogą być stosowane tylko w ograniczonych ilościach, ponieważ zawierają maltodekstrynę (1 g szybko trawionego węglowodanu). Wiadomo również, że LCD zmniejszają biomarkery zapalne w większym stopniu niż diety niskotłuszczowe. W rzeczywistości wyświetlacz LCD poprawił wrażliwość na insulinę, a także obniżył poziom trójglicerydów, nawet jeśli uwzględniono utratę wagi. Warto zauważyć, że nasz LCD nie jest nastawiony na odchudzanie, ale spodziewamy się, że nastąpi pewna utrata wagi. W niektórych przypadkach badania dietetyczne będą dążyć do utrzymania wagi lub zachęcenia do utraty wagi. Jednak nasze doświadczenie sugeruje, że wyświetlacz LCD ma tendencję do zmniejszania apetytu, co utrudnia uczestnikom utrzymanie wagi. W rezultacie nie będziemy ani zachęcać do odchudzania, ani do utrzymania wagi, ale zapewnimy wystarczającą ilość pożywienia, aby zmniejszyć głód. Podczas gdy stan zapalny nie jest głównym wskaźnikiem wyniku w obecnej propozycji, mamy powody sądzić, że nasz wyświetlacz LCD zmniejszy markery stanu zapalnego. W dwóch trwających badaniach wykorzystaliśmy Dietary Inflammatory Index (DII) do kategoryzacji codziennych nawyków żywieniowych w naszej populacji. DII ocenia pro- i przeciwzapalną jakość żywności na podstawie badań naukowych, aby sklasyfikować dietę jako prozapalną (wartości dodatnie) lub przeciwzapalną (wartości ujemne). W naszych badaniach odkryliśmy, że uczestnicy z przewlekłym bólem w okolicy mieli podwyższone wyniki DII (4,52 ± 0,70, średnia ± SD), podczas gdy uczestnicy na naszym LCD mieli znacznie niższe wartości (-2,16 ± 0,72), co odzwierciedla bardziej przeciwzapalny wzór diety. Obliczymy wyniki DII dla bieżącej propozycji, aby umożliwić korelacje między DII a markerami stanu zapalnego.

Uczestnicy losowo przydzieleni do grupy diety USDA (www.choosemyplate.gov) będą miały posiłki dobrane tak, aby były zgodne z wytycznymi USDA i ograniczały spożycie tłuszczu. Będą one składać się z około 60% węglowodanów, 20% białka, 20% tłuszczu. Cholesterol i tłuszcze nasycone będą ograniczone, a wszystkie produkty mleczne będą niskotłuszczowe. Grupa stosująca dietę USDA prawdopodobnie doświadczy utraty wagi i korzyści zdrowotnych, ale więcej całkowitej energii będzie pochodzić z węglowodanów w porównaniu z grupą LCD.

Kwestionariusze dotyczące bólu. Ból i niepełnosprawność będą mierzone za pomocą BPI (formularz skrócony), WOMAC i KOOS. BPI służy do oceny nasilenia bólu i stopnia, w jakim ból ten przeszkadza w codziennych czynnościach. Spis ten pozwala również na raporty dotyczące leków stosowanych w leczeniu bólu. WOMAC jest powszechnie stosowany w badaniach zapalenia stawów i został zatwierdzony w wielu badaniach klinicznych. W szczególności WOMAC pozwala na ocenę bólu i interferencji, ale jest również specyficzny dla aspektów sztywności stawów, do których nie można uzyskać dostępu w innych badaniach. KOOS jest specyficzny dla tego stanu i ocenia codzienny ból i jakość życia. PCS oceni fizyczne i emocjonalne cierpienie związane z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego, które można zmienić za pomocą naszego wyświetlacza LCD. TSK mierzy lęk przed ruchem związany z przewlekłymi stanami bólowymi i prawdopodobnie jest związany ze zmianami w aktygrafii. Wcześniej stosowaliśmy te środki dla osób cierpiących na przewlekły ból. Oceny te będą przeprowadzane na początku badania i co 3 tygodnie.

Wywołane badanie bólu. Podczas wizyt 1-4 w klinice eksperymentatorzy, którzy nie znają stanu uczestnika, przeprowadzą wywołane testy, aby określić stopień, w jakim choroba zwyrodnieniowa stawu kolanowego przeszkadza w codziennych czynnościach. Pacjenci oceniają intensywność i nieprzyjemność bólu kolana (skala 0-100) przed badaniem i bezpośrednio po nim. Kwestionariusze będą rozdawane pomiędzy każdym zadaniem, aby umożliwić odpoczynek. Kolejność zadań będzie losowana. Przewidujemy, że interwencja dietetyczna zmieni ból doświadczany w tych testach.

Sumowanie czasowe zostanie ocenione na rzepce dotkniętego kolana za pomocą nylonowego włókna monofilamentowego (Touchtest Sensory Evaluator 6.65) skalibrowanego do zginania przy nacisku 300 g. Uczestnicy podają ocenę bólu po pojedynczym kontakcie z monofilamentem, po czym podają kolejną ocenę bólu po serii 10 kontaktów (z szybkością jednego kontaktu na sekundę). Zmiana oceny bólu dla pojedynczych i wielokrotnych kontaktów odzwierciedla sumowanie czasowe.

Powtarzające się stojaki na krzesła to część krótkiej wydajności fizycznej baterii. Uczestnicy proszeni są o jak najszybsze wstanie z pozycji siedzącej ze skrzyżowanymi rękami pięć razy z rzędu. Czas do ukończenia i liczba udanych stoisk jest oceniana jako stopień umiejętności.

Ostatnim zadaniem będzie spacer na czas. Podobnie jak w przypadku baterii fizycznej o krótkiej wydajności, na podłodze zostanie wytyczona odległość 15 stóp. Uczestnicy dwukrotnie pokonują dystans marszu z normalną prędkością chodu, a czas na pokonanie każdego marszu będzie rejestrowany.

Jakość życia i stan emocjonalny. Jakość życia będzie mierzona za pomocą SF-36 co 3 tygodnie. SF-36 mierzy ogólny stan zdrowia i jakość życia w ośmiu domenach, które są istotne dla oceny interwencji dietetycznej. Domeny obejmują funkcjonowanie fizyczne, ograniczenia ról ze względu na zdrowie fizyczne, ból ciała, ogólne postrzeganie zdrowia, witalność, funkcjonowanie społeczne, ograniczenia ról z powodu problemów emocjonalnych i zdrowie psychiczne. SF-36 wykazał niezawodność i trafność w populacjach osób starszych oraz w badaniach dotyczących interwencji dietetycznych. Depresja i nastrój zostaną ocenione za pomocą CES-D. Uczestnicy z podwyższonymi wynikami na CES-D zostaną skierowani do UAB Psychiatry Services w celu oceny i obserwacji przez personel badawczy. Patient Global Impression of Change (PGIC) to krótki kwestionariusz wypełniany na koniec interwencji w celu oceny odczuć pacjentów dotyczących wpływu interwencji na ich ogólny stan zdrowia i może być pozytywnym predyktorem przyszłego przestrzegania diety. PGIC jest integralnym aspektem badań nad bólem, ponieważ ta ocena bezpośrednio mierzy przekonania uczestników dotyczące interwencji i ma duże znaczenie kliniczne.

Absorpcjometria rentgenowska o podwójnej energii (DXA). Skład ciała i tkanka tłuszczowa trzewna zostaną określone przez DXA (GE Healthcare Lunar, Madison, WI). Uczestnicy będą skanowani w lekkim ubraniu, leżąc płasko na plecach z rękami wzdłuż boków. Ogólny i regionalny (tułów, nogi) skład ciała (masa tłuszczu, masa kości, masa beztłuszczowa) zostanie określony oprócz gęstości mineralnej kości. Testy te zostaną przeprowadzone na początku i na końcu 6-tygodniowej interwencji przed testami funkcjonalnymi. W przeszłości używaliśmy tej techniki do badań nad dietą.

Biomarkery krwi. Markery stanu zapalnego zostaną zmierzone w surowicach na czczo pobranych na początku badania (wizyta nr 2) i na koniec fazy 2 (wizyta nr 4). Podczas każdej wizyty przeszkolona pielęgniarka pobiera 10 ml krwi. Surowice zostaną wyizolowane, podzielone na porcje i zamrożone w temperaturze -80°C. Markery stanu zapalnego (hs-CRP, analizator SIRRUS oraz IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNFα, PGE2 i IFN-γ przy użyciu systemu MesoScale Discovery multipleks) być mierzone w Human Physiology Core w UAB. Dodatkowo wykorzystamy test radioimmunologiczny do pomiaru poziomu leptyny w surowicy. Cholesterol (lipoproteiny o dużej gęstości; HDL, lipoproteiny o małej gęstości; LDL, triglicerydy; TG) zostanie zmierzony za pomocą analizatora SIRRUS. Poziom glukozy we krwi będzie mierzony standardowym glukometrem. Zostanie zmierzony poziom hemoglobiny A1c (HbA1c) 4. Zapewni to miarę cukrzycy jako czynnik wykluczający i jako wskaźnik zastępczy dla przestrzegania zaleceń wyświetlacza LCD. HbA1c jest miarą spożycia węglowodanów w ciągu ostatnich 2-3 miesięcy i jest czuły na wyświetlacze LCD.

Siła statystyczna. Aby porównać grupy LCD i USDA, obliczenia wielkości próby przeprowadzono przy użyciu analizy kowariancji w PASS 14 (NCSS, LLC; Kaysville UT) z dwustronnym poziomem istotności 0,05. Z wynikami rasy i wartościami początkowymi jako czynnikami korygującymi z połączonym R2 równym 0,25 i próbką 40 na grupę rasowo-dietetyczną (łącznie 160 dla 2 ras na 2 grupy terapeutyczne), będziemy mieli 90% mocy, aby wykryć wielkość efektu tak małą jak 0,22 w głównym efekcie diety. Dla miar natężenia bólu przy założeniu odchylenia standardowego 3, będziemy mieli 90% mocy do wykrycia zmian w bólu o co najmniej 1,34 jednostki. Dane pilotażowe i literatura wskazują, że odchylenie standardowe bólu wynosi 2, a zmniejszenie bólu o ≥1,5 uznaje się za klinicznie znaczące; konserwatywnie zdecydowaliśmy się zwiększyć tę miarę zmienności o 50%. Wykrywalna wielkość efektu 0,22 ma zastosowanie do każdej miary wyniku między grupami diet (Cel 1: Hipotezy 1-3) i miary wyniku między grupami rasowymi (Cel 2: Hipotezy 1-2). W przypadku analiz korelacji (Cel 2: Hipoteza 3; Cel 3: Hipotezy 1-2) będziemy mieli 90% mocy do wykrycia korelacji co najmniej 0,25 ze 160 uczestnikami. Przy założeniu 20% współczynnika utraty, zrekrutujemy 200 uczestników (100/wyścig), aby osiągnąć 160 uczestników.

Klinicznie znaczące różnice. Średnie różnice między grupami nie zawsze odzwierciedlają istotne klinicznie różnice na poziomie indywidualnym. Dlatego analiza zostanie przeprowadzona z wykorzystaniem opublikowanych klinicznie znaczących różnic w: (1) bólu WOMAC, (2) niesprawności WOMAC i wyjściowej punktacji natężenia bólu. Krótko mówiąc, zmniejszenie o ≥1,5 (ból) lub ≤6,0 (niepełnosprawność) uważa się za znaczące klinicznie, podobnie jak zmniejszenie o ≥1,7 w 11-punktowej skali oceny. I odwrotnie, wzrost o ≥2,2 (ból) lub ≥6,0 (niepełnosprawność) uważa się za pogorszenie, podobnie jak wzrost o ≥2,2 w 11-punktowej skali. Uogólnione liniowe modele mieszane zostaną wykorzystane do oszacowania prawdopodobieństwa zgłoszenia poprawy lub pogorszenia między uczestnikami NHB i NHW. W naszej próbie wykonalności1 stwierdziliśmy, że wyświetlacz LCD był bardziej skuteczny w poprawie wyników zarówno bólu, jak i niesprawności w WOMAC, zgodnie z kryteriami opisanymi powyżej.