Dieta para asma e obesidade versus exercício

Nossa hipótese primária é que os SNPs inflamatórios podem regular o grau da resposta inflamatória, com a obesidade modificando a gravidade da doença. Nesse caso, a asma que se desenvolve no contexto da obesidade demonstra o potencial relacionamento deletério entre um estado pró-inflamatório específico (obesidade) e os reguladores genéticos da inflamação (SNPs).

Nossa hipótese secundária propõe que a perda de peso a curto prazo (12 semanas) apenas com dieta, mas não apenas com exercícios, reduzirá a inflamação específica do pulmão e diminuirá as respostas pró-inflamatórias em adolescentes afro-americanas obesas com asma em comparação com um controle em lista de espera grupo que, após as primeiras 12 semanas, recebe uma dieta combinada de 12 semanas mais um programa de exercícios (controle de lista de espera/combinado). Uma terceira hipótese exploratória propõe que a frequência de SNPs identificados será significativamente relacionada à quantidade de perda de gordura por meio de dieta, exercício ou programa combinado e será ainda mediada por vias aéreas específicas e marcadores pró e anti-inflamatórios. Os objetivos específicos incluem:

1. Determinar a frequência de polimorfismos de nucleotídeo único e haplótipos SNP em genes pró e anti-inflamatórios em adolescentes afro-americanas obesas e não obesas asmáticas e não asmáticas, de 13 a 19 anos de idade.
2. Examinar os efeitos da dieta ou exercício na inflamação específica do pulmão (óxido nítrico exalado, [eNO]) e nas respostas pró e anti-inflamatórias em adolescentes afro-americanas obesas asmáticas e não asmáticas em comparação com um controle de lista de espera/combinado grupo.
3. Determinar os efeitos dos SNPs inflamatórios na modulação de vários marcadores inflamatórios e inflamação específica do pulmão (eNO) em adolescentes afro-americanas obesas asmáticas e não asmáticas antes e depois da perda de peso por meio de dieta, exercício ou ambos.

Faremos uma análise transversal de 4 grupos de adolescentes afro-americanas (13-19 anos) do sexo feminino como segue: Grupo 1A: Obesas com asma Grupo 1B: Não obesas com asma Grupo 1C: Obesas não asmáticas Grupo 1D: Não -obesos, não asmáticos

Os pacientes incluídos nesta parte do estudo serão adolescentes afro-americanas obesas e não obesas asmáticas, de 13 a 19 anos, conforme definido pelos Centros de Controle de Doenças dos Estados Unidos (USCDC 2000 Índice de Massa Corporal (IMC) para a idade específico do sexo gráficos de crescimento. Como controles, incluiremos mulheres afro-americanas obesas, adolescentes não asmáticas e controles saudáveis ​​pareados por idade (não obesos, não asmáticos).

Assumindo um modelo dominante, para um haplótipo de 5 SNPs, uma amostra de 100 indivíduos por grupo (correspondente a 1:1) atingiria pelo menos 80% de poder para detectar um OR de 1,5 para a associação do haplótipo com a participação no grupo (como obesos com asma vs. não obesos com asma), ao nível de significância de 0,05. Todas as outras comparações de grupo assumiriam as mesmas condições, portanto, amostras de 100 para cada um dos grupos são necessárias.

Após o pai/responsável ter assinado o consentimento informado, um exame médico geral e histórico é feito, e o teste de espirometria é realizado para avaliar a função pulmonar de cada participante, o estado de obesidade será avaliado. Para meninas consideradas não obesas durante a visita 1, aproximadamente 30 ml de sangue periférico serão obtidos de 100 asmáticos e 100 controles não asmáticos saudáveis ​​de mesma idade. Para participantes obesos (100 asmáticos e 100 não asmáticos), coletas de sangue periférico serão obtidas durante a visita 2 (linha de base). O sangue periférico será testado para Hemoglobina A1-C (HA1C), perfil lipídico e para determinar a presença de inflamação e marcadores genéticos. Uma amostra de sangue adicional de todas as adolescentes afro-americanas participantes do estudo será coletada em tubos de heparina (2 tubos de 10 ml). A camada mononuclear será separada por gradientes de densidade e caracterizará os MDS circulantes. A citometria de fluxo será usada para determinar a porcentagem de MDSC monocíticas ou granulocíticas usando vários anticorpos marcados com fluorescência, incluindo anti-CD11b, CD14, CD15, CD33, CD66 e HLA-DR. O DNA será extraído por DNAzol (Invitrogen Corp; Grand Island, NY). Para a análise de SNP, planejamos usar o chip de cordão humanCNV370-Quad da lllumina (lllumina Inc, San Diego, CA). Este chip permite a análise de mais de 370.000 SNPs simultaneamente e utiliza apenas 200 ng de DNA genômico. Vamos inicialmente focar nossa análise nos SNPs do gene das citocinas pró e anti-inflamatórias (/LS, TNF, TGFB, ILIO, IL8, IL6, PTGS2, ARG1) e SNPs na leptina, receptor de leptina e adiponectina (Tabela 11) e o os resultados serão confirmados pelo TaqMan da seguinte forma: DNA genômico (5 ng) será desnaturado a 95°C por 10 min e amplificado por 40 ciclos de 15 seg a 92°C e 1 min a 58°C, na presença de 2X TaqMan Universal Master Mix (Applied Biosystems), água e a respectiva mistura de sonda iniciadora e repórter (rotulada com FAM ou VIC). A reação será analisada em instrumento 7900 HT (Applied Biosystems), quanto à presença do marcador de fluorescência VIC ou FAM, ou ambos, utilizando o Sequence Detection System (Applied Biosystems) para determinação do genótipo. Os controles incluirão indivíduos de genótipo conhecido e brancos sem DNA. Além disso, 15% das amostras serão analisadas duas vezes em ensaios separados e a classificação do alelo será comparada. Os indivíduos de genótipo conhecido e brancos sem DNA serão incluídos para cada SNP em cada lote.

Os testes qui-quadrado, exato de Fisher e t-student serão utilizados para avaliar a significância estatística das diferenças nas frequências dos diferentes SNPs entre asmáticos obesos, asmáticos não obesos, não asmáticos obesos e controles saudáveis. As frequências dos haplótipos serão inferidas usando modelagem log-linear incorporada a um algoritmo de maximização de expectativa. Procedimentos de controle de qualidade (incluindo avaliação da eficiência de genotipagem e equilíbrio de Hardy-Weinberg), avaliação do desequilíbrio de ligação entre marcadores, bem como análise de associação de haplótipos serão realizados separadamente em obesos versus não obesos e asmáticos versus não asmáticos.

Após a inscrição, os participantes elegíveis passarão por uma visita de linha de base para incluir aproximadamente 30 ml de sangue periférico, varredura de Absorciometria de Raio X de Dupla Energia (DEXA), óxido nítrico exalado (eNO) e elegibilidade do estudo pelo médico do estudo. Após esta visita inicial, os participantes obesos com e sem asma serão randomizados para:

1) apenas dieta, 2) apenas exercício ou 3) lista de espera/intervenção combinada (sem intervenção por 12 semanas seguida de dieta e exercício combinados).

Aproximadamente 110 indivíduos serão recrutados por tratamento e grupo de controle. Assumindo uma taxa de atrito de 20%, manteremos 360 indivíduos, 90 por grupo, o que fornecerá poder estatístico adequado para:

1. detectar diferenças significativas no eNO entre apenas dieta, apenas exercício, programa combinado ou um grupo de controle de lista de espera de mulheres afro-americanas obesas asmáticas e não asmáticas de acordo com os cálculos de poder de tamanho de amostra abaixo e;
2. como parte do objetivo exploratório 3, determinar os efeitos dos SNPs inflamatórios na modulação de marcadores inflamatórios e eNO em adolescentes afro-americanas obesas asmáticas e não asmáticas antes e depois da perda de peso por meio de dieta, exercício ou ambos conforme a amostra cálculos de poder de tamanho).

Métodos de intervenção:

Os grupos de tratamento receberão o programa de modificação de comportamento Trim Kids, mas os materiais de intervenção serão específicos para tratamentos apenas com dieta ou apenas exercícios. Asmáticos não obesos e não obesos não asmáticos servirão como controles para o objetivo exploratório e participarão apenas de exame médico geral, espirometria e exame de sangue. Pais e filhos participam de uma sessão abrangente semanal de duas horas por um período de tempo recomendado. Supervisão e orientação médica são fornecidas por um médico ou enfermeira em cada sessão, a fim de aumentar a adesão e monitorar os efeitos colaterais.

Manejo da asma: Excluiremos pessoas com asma grave ou não controlada. No caso de ataques agudos de asma, os participantes serão tratados de acordo com um plano de ação para asma escrito e revisado, com o uso de medicamentos para asma ou S-agonistas como Albuterol e, se necessário, com um curto período de outros medicamentos. Os participantes asmáticos envolvidos no grupo de intervenção também deverão usar uma dose pré-exercício de medicação para asma antes da participação em cada sessão de exercício ou serão excluídos dessa sessão. Qualquer exacerbação será registrada e os participantes poderão entrar em contato com um profissional de saúde e, se necessário, serão encaminhados para serviços de emergência. Em caso de exacerbação mais grave ou piora progressiva, o participante será tratado de acordo com o padrão de atendimento e retirado do estudo se o tratamento anti-inflamatório crônico ou prolongado for considerado prioritário.

A educação nutricional inclui uma série de atividades de aprendizagem, que são específicas para as necessidades de cada grupo à medida que avançam nas diferentes etapas do programa de tratamento. As crianças recebem listas de verificação de frequência alimentar fáceis de usar para preencher a cada semana.

Os protocolos de exercícios a serem utilizados neste estudo serão baseados no protocolo de exercícios Trim Kids, que adapta as recomendações à condição médica da criança (comorbidades como asma), estado de peso e nível de condicionamento físico. Todas as recomendações de exercícios seguirão as diretrizes da American Thoracic Society (ATS), American Academy of Pediatrics (AAP) e American Academy of Sports Medicine (ACSM). As sessões de exercícios no centro de bem-estar LSUHSC serão supervisionadas por instrutores e personal trainers certificados pela ACSM. Durante cada sessão de 12 semanas do programa, as atividades de exercício correspondem à condição física de obesidade do grupo e à capacidade de compreender, sintetizar e aplicar as informações de saúde e condicionamento físico às situações da vida diária. As crianças recebem um vídeo de exercícios contendo uma rotina de exercícios para realizar em casa. Eles também recebem cartões para registrar o número de minutos de atividade física que realizam a cada semana. A adesão é monitorada pela observação desses cartões de registro de atividade física e pelo monitoramento da frequência cardíaca e respiratória. A modificação do comportamento e a educação psicossocial são integradas em sessões educativas por um psicólogo.

Habilidades de modificação de comportamento são ensinadas enfatizando como a discussão, modelagem, dramatização e resolução guiada de problemas são usados. São discutidos temas como automonitoramento, comprometimento, estabelecimento de limites, formação de hábitos, estabelecimento de metas e planos de ação, habilidades de tomada de decisão e treinamento de assertividade.

A intervenção será realizada no centro de bem-estar do Centro de Ciências da Saúde da Louisiana State University (LSU). Os grupos de dieta e exercícios se reunirão para acompanhamento médico e pesagem em uma área clínica adjacente a uma sala privada com balança durante os primeiros 30 minutos de cada aula semanal.

O grupo somente dieta se reunirá em uma sala de aula após 30 minutos de acompanhamento médico e pesagem. A aula de modificação de comportamento seguirá por 30 minutos e a educação nutricional por aproximadamente 30-60 minutos. Os participantes do estudo inscritos na intervenção apenas com dieta serão colocados em uma dieta rápida modificada com proteína mais suplementação de vitaminas e minerais, seguida por uma dieta hipocalórica balanceada e/ou um programa de exercícios progressivos de intensidade moderada e instruções sobre comportamento modificação.

O grupo apenas de exercícios se reunirá na grande sala polivalente após o monitoramento médico de 30 minutos e a pesagem. A aula de modificação de comportamento terá duração de 30 minutos. Os participantes utilizarão o equipamento aeróbico, participarão de aulas de dança culturalmente específicas, participarão de treinamento de força e esportes de campo familiares ao ar livre em uma área de parque comunitário adjacente por aproximadamente 30 a 60 minutos. Os participantes se exercitam de maneira lúdica, esporádica e intermitente, enquanto o instrutor discute conceitos-chave usando símbolos, música e vários adereços.

Após um período de espera de 12 semanas, os participantes do programa combinado se reunirão em uma sala multifuncional separada e participarão de sessões de dieta, exercícios e modificação de comportamento uma vez por semana.