Astma och fetma diet kontra träning

Vår primära hypotes är att inflammatoriska SNP kan reglera graden av det inflammatoriska svaret, med fetma som ändrar svårighetsgraden av sjukdomen. I detta fall visar astma som utvecklas i samband med fetma det potentiella skadliga sambandet mellan ett specifikt proinflammatoriskt tillstånd (fetma) och de genetiska regulatorerna av inflammation (SNP).

Vår sekundära hypotes föreslår att kortvarig (12 veckor) viktminskning med enbart diet, men inte enbart träning, kommer att minska lungspecifik inflammation och minska de pro-inflammatoriska svaren hos kvinnliga afroamerikanska överviktiga ungdomar med astma jämfört med en väntelista. grupp som efter sina första 12 veckor sedan får en kombinerad 12-veckors kost plus träningsprogram (väntelista kontroll/kombinerat). En tredje utforskande hypotes föreslår att frekvensen av identifierade SNP kommer att vara signifikant relaterad till mängden fettförlust genom diet, träning eller kombinerat program och kommer vidare att medieras av specifika luftvägs- och pro- och anti-inflammatoriska markörer. Specifika mål inkluderar:

1. Att bestämma frekvensen av enkelnukleotidpolymorfismer och SNP-haplotyper i pro- och antiinflammatoriska gener hos kvinnliga afroamerikanska feta och icke-överviktiga astmatiska och icke-astmatiska ungdomar, 13-19 år eller ålder.
2. Att undersöka effekterna av kost eller träning på lungspecifik inflammation (utandad kväveoxid, [eNO]) och pro- och antiinflammatoriska svar hos kvinnliga afroamerikanska fetma astmatiska och icke-astmatiska ungdomar jämfört med en väntelista kontroll/kombinerad grupp.
3. Att bestämma effekterna av de inflammatoriska SNP:erna i moduleringen av flera inflammatoriska markörer och lungspecifik inflammation (eNO) hos kvinnliga afroamerikanska överviktiga astmatiska och icke-astmatiska ungdomar före och efter viktminskning genom diet, träning eller båda.

Vi kommer att genomföra en tvärsnittsanalys av 4 grupper av afroamerikanska ungdomar (13-19 år) kvinnor enligt följande: Grupp 1A: Överviktiga med astma Grupp 1B: Icke-överviktiga med astma Grupp 1C: Överviktiga icke-astmatiker Grupp 1D: Icke-astma - överviktiga, icke-astmatiker

Patienter som ingår i denna del av studien kommer att vara kvinnliga afroamerikanska överviktiga och icke-överviktiga astmatiska ungdomar, 13-19 år, enligt definition av United States Centers for Disease Control (USCDC 2000 sexspecifikt kroppsmassaindex (BMI) för ålder) tillväxtdiagram. Som kontroller kommer vi att inkludera kvinnliga afroamerikanska fetma, icke astmatiska ungdomar och friska åldersmatchade kontroller (icke-överviktiga, icke-astmatiker).

Om man antar en dominerande modell, för en haplotyp av 5 SNP:er, skulle ett urval av 100 individer per grupp (matchande 1:1) uppnå minst 80 % kraft för att detektera en OR på 1,5 för associeringen av haplotypen med gruppmedlemskap (som t.ex. fetma med astma vs icke-överviktiga med astma), vid 0,05 signifikansnivå. Alla andra gruppjämförelser skulle anta samma villkor, därför krävs stickprov på 100 för var och en av grupperna.

Efter att förälder/vårdnadshavare har undertecknat det informerade samtycket, en allmän medicinsk undersökning och historia tas, och spirometritestning utförs för att bedöma lungfunktionen hos varje deltagare, kommer fetmastatus att bedömas. För flickor som inte är överviktiga under besök 1 kommer cirka 30 ml perifert blod att erhållas från 100 astmatiker och 100 icke-astmatiska friska åldersmatchade kontroller. För överviktiga deltagare (100 astmatiker och 100 icke-astmatiker) kommer perifert blodprov att tas under besök 2 (baslinje). Perifert blod kommer att testas för hemoglobin A1-C (HA1C), lipidprofil och för att bestämma förekomsten av inflammation och genetiska markörer. Ytterligare ett blodprov från alla afroamerikanska tonårsflickor som deltar i studien kommer att samlas in i heparinrör (2 stycken 10 ml rör). Det mononukleära skiktet kommer att separeras med densitetsgradienter och kommer att karakterisera den cirkulerande MDS. Flödescytometri kommer att användas för att bestämma andelen monocytisk eller granulocytisk MDSC med hjälp av flera fluorescensmärkta antikroppar, inklusive anti-CD11b, CD14, CD15, CD33, CD66 och HLA-DR. DNA:t kommer att extraheras av DNAzol (Invitrogen Corp; Grand Island, NY). För SNP-analysen planerar vi att använda humanCNV370-Quad bead chip från lllumina (lllumina Inc, San Diego, CA). Detta chip tillåter analys av mer än 370 000 SNPs samtidigt och använder endast 200 ng genomiskt DNA. Vi kommer initialt att fokusera vår analys på de pro- och antiinflammatoriska cytokin-genen SNP (/LS, TNF, TGFB, ILIO, IL8, IL6, PTGS2, ARG1) och SNP i leptin, leptinreceptor och adiponectin (tabell 11) och resultat kommer att bekräftas av TaqMan enligt följande: genomiskt DNA (5 ng) kommer att denatureras vid 95°C i 10 minuter och amplifieras under 40 cykler på 15 sekunder vid 92°C och 1 min vid 58°C, i närvaro av 2X TaqMan Universal Master Mix (Applied Biosystems), vatten och respektive primer- och reporterprobmix (märkt med antingen FAM eller VIC). Reaktionen kommer att analyseras med ett 7900 HT-instrument (Applied Biosystems), för närvaron av VIC- eller FAM-fluorescensmarkör, eller båda, med hjälp av Sequence Detection System (Applied Biosystems) för att bestämma genotypen. Kontrollerna kommer att inkludera individer av känd genotyp och blanka utan DNA. Dessutom kommer 15 % av proverna att köras två gånger i separata analyser och allelklassificeringen jämförs. Individer med känd genotyp och blanks utan DNA kommer att inkluderas för varje SNP i varje batch.

Chi-square, Fishers exakta och student-t-test kommer att användas för att bedöma den statistiska signifikansen av skillnaderna i frekvensen av de olika SNPs mellan feta astmatiker, icke-överviktiga astmatiker, feta icke-astmatiker och friska kontroller. Haplotypfrekvenser kommer att härledas med hjälp av loglinjär modellering inbäddad i en förväntningsmaximeringsalgoritm. Kvalitetskontrollprocedurer (inklusive utvärdering av genotypningseffektivitet och Hardy-Weinberg-jämvikt), bedömning av kopplingsojämvikt mellan markörer samt haplotypassociationsanalys kommer att utföras separat i överviktiga kontra icke-överviktiga och astmatiska kontra icke-astmatiker.

Efter registreringen kommer kvalificerade deltagare att genomgå ett baslinjebesök som inkluderar cirka 30 ml perifert blodprov, Dual Energy X-RAY Absorptiometry (DEXA) skanning, utandad kväveoxid (eNO) och studieberättigande enligt studieläkaren. Efter detta baslinjebesök kommer överviktiga deltagare med och utan astma att randomiseras till:

1) endast diet, 2) endast motion eller 3) väntelista/kombinerad intervention (ingen insats under 12 veckor följt av kombinerad kost och träning).

Cirka 110 försökspersoner kommer att rekryteras per behandlings- och kontrollgrupp. Om vi ​​antar en avgångsgrad på 20 % kommer vi att behålla 360 försökspersoner, 90 per grupp, vilket kommer att ge tillräcklig statistisk kraft för att:

1. upptäcka signifikanta skillnader i eNO mellan endast diet, endast träning, kombinerat program eller en väntelista kontrollgrupp av kvinnliga afroamerikanska fetma astmatiker och icke-astmatiker enligt provstorleksberäkningarna nedan och;
2. som en del av det utforskande målet 3, bestämma effekterna av de inflammatoriska SNP:erna i moduleringen av inflammatoriska markörer och eNO hos kvinnliga afroamerikanska fetma astmatiska och icke-astmatiska ungdomar före och efter viktminskning genom diet, träning eller båda enligt provet storlekseffektberäkningar).

Interventionsmetoder:

Behandlingsgrupper kommer att få Trim Kids beteendemodifieringsprogram, men interventionsmaterialet kommer att vara specifikt för enbart kost eller träning. Icke-överviktiga astmatiker och icke-överviktiga, icke-astmatiker kommer att fungera som kontroller för det utforskande syftet och endast delta i en allmän medicinsk undersökning, spirometri och blodprov. Föräldrar och barn deltar i en veckovis två timmar lång omfattande session under en rekommenderad tidsperiod. Medicinsk övervakning och vägledning tillhandahålls av en läkare eller sjuksköterska vid varje session för att öka följsamheten och övervaka biverkningar.

Hantering av astma: Vi kommer att utesluta personer med svår eller okontrollerad astma. Vid akuta astmaanfall kommer deltagarna att hanteras enligt en skriftlig och granskad astmahandlingsplan, med användning av astmamediciner eller S-agonister som Albuterol, och vid behov med en kort kur med andra mediciner. Astmatiska deltagare som är involverade i interventionsgruppen kommer också att behöva använda en dos av astmamedicin före träning innan de deltar i varje träningspass eller kommer att uteslutas från den sessionen. Eventuell exacerbation kommer att registreras och deltagarna kommer att kunna kontakta en vårdgivare och vid behov hänvisas till räddningstjänsten. Vid en allvarligare exacerbation eller progressiv försämring kommer deltagaren att behandlas enligt vårdstandard och tas bort från studien om kronisk eller långvarig antiinflammatorisk behandling anses vara en prioritet.

Nutritionsutbildning inkluderar en serie lärandeaktiviteter som är specifika för varje grupps behov när de går igenom de olika stadierna av behandlingsprogrammet. Barnen får lättanvända checklistor för matfrekvens att fylla i varje vecka.

Träningsprotokollen som ska användas i denna studie kommer att baseras på träningsprotokollet Trim Kids, som anpassar rekommendationerna till barnets medicinska tillstånd (komorbiditeter som astma), viktstatus och konditionsnivå. Alla träningsrekommendationer kommer att följa riktlinjerna från American Thoracic Society (ATS), American Academy of Pediatrics (AAP) och American Academy of Sports Medicine (ACSM). Träningspass på LSUHSC Wellness Center kommer att övervakas av ACSM-certifierade instruktörer och personliga tränare. Under varje 12-veckors pass av programmet motsvarar träningsaktiviteterna gruppens fysiska tillstånd av fetma och förmåga att förstå, syntetisera och tillämpa hälso- och fitnessinformation i dagliga livssituationer. Barn får en träningsvideo som innehåller en träningsrutin att utföra hemma. De får också kort för att registrera antalet minuter av fysisk aktivitet, de utför varje vecka. Efterlevnaden övervakas genom att observera dessa fysiska aktivitetskort och övervakning av hjärt- och andningsfrekvens. Beteendemodifiering och psykosocial utbildning integreras i utbildningstillfällen av en psykolog.

Beteendemodifierande färdigheter lärs ut och betonar hur diskussion, modellering, rollspel och guidad problemlösning används. Ämnen som egenkontroll, engagemang, gränssättning, vanebildning, målsättning och handlingsplaner, beslutsfattande och självsäkerhetsträning diskuteras.

Interventionen kommer att genomföras vid Louisiana State University (LSU) Health Sciences Center Wellness Facility. Både diet- och träningsgrupper kommer att träffas för medicinsk övervakning och väga i ett kliniskt område i anslutning till ett privat rum med en våg under de första 30 minuterna av varje veckolektion.

Den bara dietgruppen kommer att mötas i ett klassrum efter 30 minuters medicinsk övervakning och invägning. Beteendeförändringskurs kommer att följa i 30 minuter och kostundervisning i cirka 30-60 minuter. Studiedeltagare som är inskrivna i enbart dietintervention kommer att placeras på antingen en proteinmodifierad snabbdiet plus tillskott av vitaminer och mineraler, följt av en balanserad diet med lågt kaloriinnehåll och/eller ett progressivt träningsprogram med måttlig intensitet och instruktioner om beteende. modifiering.

Den enda träningsgruppen kommer att träffas i det stora multifunktionsrummet efter 30 minuters medicinsk övervakning och väga in. Beteendeförändringskurs kommer att följa i 30 minuter. Deltagarna kommer att använda den aeroba utrustningen, delta i kulturellt specifika dansklasser, delta i styrketräning och utomhussporter för familjer i ett angränsande parkområde i cirka 30-60 minuter. Deltagarna tränar på ett lekfullt, sporadiskt, intermittent sätt medan instruktören diskuterar nyckelbegrepp med hjälp av symboler, musik och olika rekvisita.

Efter en 12-veckors vänteperiod kommer deltagarna i det kombinerade programmet att träffas i ett separat multifunktionsrum och kommer att delta i kost-, tränings- och beteendeförändringar en gång i veckan.