Vitamin D och hälsostatus för brittiska afrikansk-karibiska kvinnor

Introduktion

D-vitaminbrist är fortfarande ett globalt folkhälsoproblem (Wilson 2017). Det finns starka epidemiologiska bevis som kopplar låg vitamin D-status till diabetes, hjärt-kärlsjukdomar, osteoporos, artros och vissa cancerformer (NatCen 2018). Tillståndet har en betydande ekonomisk inverkan på ekonomin och är därför av betydelse för folkhälsan (Sturges 2018).

Den brittiska afrikansk-karibiska befolkningen i Storbritannien (UK) ökar stadigt (2011 års folkräkning i Storbritannien). Trots detta finns det en brist på forskning som tittar på D-vitaminstatusen för denna befolkning. Denna population är särskilt utsatt för D-vitaminbrist på grund av att den har en hudtyp som hindrar produktionen av D-vitamin i huden (Libon 2013). På grund av Storbritanniens geografiska läge finns det dessutom en ännu större minskad förmåga att producera D-vitamin på grund av den låga solexponeringen (Libon 2013).

Vår huvudsakliga källa till D-vitamin är genom exponering av huden för solen. I Storbritannien är UV-strålningen bara tillräckligt stark mellan april och september, för att produktionen av D-vitamin ska ske (Wilson 2017). Under vintermånaderna måste D-vitamin konsumeras i form av mat eller kosttillskott. Vår studie kommer att titta på D-vitaminstatusen för brittiska afrikansk-karibiska kvinnor som bor i Storbritannien under senhösten och vintern 2019/2020 och jämföra dessa resultat med ett andra prov våren 2020. Dessutom kommer utredarna att avgöra vilka faktorer som kostintag, solexponering och muskelstyrka som bidrar till D-vitaminstatus. Varje deltagare kommer att kräva två besök på universitetet, den första sessionen tar cirka 2 timmar, medan den andra sessionen kommer att vara kortare eftersom inte alla åtgärder kommer att upprepas. Studien finansieras av University of Surrey.

Resultaten av denna studie kan leda till strategier för att förbättra vitamin D-status i denna population, såväl som förbättrade riktlinjer för att hjälpa mörkhyade personer angående exponering för solljus på höga breddgrader.

Mål

Primära mål:

1. Bedöm D-vitaminstatus hos brittiska afrikansk-karibiska kvinnor 18-35 och >55 år gamla
2. Att jämföra D-vitaminstatus för deltagare under senhösten och vintern 2019/2020 med nivåerna våren 2020

3. Bestäm effekterna av solexponering, intag av D-vitamin, muskelstyrka, livsstil och antropometriska faktorer har på D-vitaminstatus

   Sekundära mål:

4. Bedöm nivån av D-vitaminkonsumtion från kosten
5. Mät bentäthet, benmineralsammansättning och kroppssammansättning
6. Bedöm nivån av fysisk aktivitet
7. Mät nivån av UVB-solexponering
8. Mät muskelstyrka och uthållighet
9. Bedöm kvalitativt attityder och beteenden kring solexponering
10. Jämför data med tidigare insamlade data om kaukasiska och sydasiatiska populationer

Hypotes:

Det antas att brittiska afrikansk-karibiska kvinnor kommer att ha sämre D-vitaminstatus än sina kaukasiska motsvarigheter. Det antas att de med högre solexponering och D-vitamin i kosten kommer att ha högre nivåer av D-vitamin samt starkare bentäthet och muskelstyrka.

Kriterier för val av deltagare:

Inkludering

• Kvinnor

• Brittiska Afrika-Karibien

  • Självrapporterad
  • Att ha afrikanskt förfäders ursprung och migrerat via de karibiska öarna, eller ha minst en förälder med afrikanskt förfäders ursprung som migrerat via Karibien
• Bor i England i >2 månader
• I åldern 18-35 eller >55 år
• Inga betydande hälsoproblem
• Premenopausal (regelbunden menstruation) eller postmenopausal (menstruationsperioder avstannade längre än 12 månader i följd)
• BMI 18-30kg/m2

Uteslutning

• Kvinnor i perimenopaus eller klimakteriet
• Gravid eller planerar graviditet under studieperioden
• Hyperkalcemi (>2,5 mmol/L) - bedöms och exkluderas vid baslinjen
• Får för närvarande behandling för medicinska tillstånd som sannolikt påverkar D-vitaminmetabolismen (benskörhet, hormonersättningsterapi, antiöstrogenbehandling, antiepileptika och bröstcancerbehandling)
• Regelbunden användning av solstolar
• Att ha solsemester en månad innan studiestart eller planerar för en solsemester i mer än 4 veckor inom studieperioden
• Kvinnor som tar vitamin D eller kalciumtillskott (eller multivitamintillskott som innehåller dessa vitaminer) - Om en potentiell deltagare går med på att sluta använda kosttillskott för att gå med i studien, är en uttvättningsperiod på 8 veckor innan studien påbörjas acceptabel
• Bor i England i mindre än 2 månader

Uttag

Alla deltagare kommer att meddelas under samtyckesprocessen att de är fria att dra sig ur försöket när som helst, utan att ange en anledning.

Antal deltagare som ska rekryteras

Utredarna kommer att sträva efter att rekrytera n = 100 deltagare för att inkluderas i studien under senhösten och vintern 2019/2020, med samma deltagare som kommer till den upprepade studien våren 2020.

Detta antal baseras på det minimum som krävs för att ge tillförlitliga och generaliserbara resultat och vara inom studiens ekonomiska och tidsmässiga begränsningar.

Sammanfattning av experimentell design och använda metoder

Detta är en observationsstudie som kommer att kräva två besök på enheten för klinisk undersökning (CIU), vid University of Surrey, Guildford. Det ena besöket kommer att ske under senhösten och vintern 2019/2020 och det andra under våren 2020.

Deltagarna kommer att rekryteras genom National Health Services (NHS), lokala grupper, samhällsgrupper, universitetsklubbar och sällskap, flygblad och sociala medier. De som är intresserade av studien kommer att kontakta forskarna och sedan skickas ett informationsblad för deltagarna och ett screeningformulär för att se om de uppfyller inklusionskriterierna.

Rekryterade deltagare kommer till CIU fasta. Efter att ha undertecknat ett samtyckesformulär kommer följande mätningar att göras:

1. Antropometriska mått Följande antropometriska mått kommer att tas från varje deltagare: Vikt, längd, midja-höftförhållande, midjeomkrets, midja-höjdförhållande och kroppssammansättning.

   Vikt och kroppssammansättning kommer att mätas till närmaste 0,1 kg. Detta kommer att uppnås med en Tanita Body Composition Analyzer MC-180MA. Ståhöjd kommer att mätas med en väggstadiometer, till närmaste 0,1 cm. Midje- och höftomkrets kommer att mätas med ett icke förlängbart standardmåttband, vid den smalaste punkten på bålen för midjemått (om detta inte kan uppskattas kommer nivån på naveln att användas som referenspunkt), och bredaste delen av höfterna för höftmåttet, till närmaste 0,1 cm.

   Midje/höftförhållandet beräknas genom att dividera midjemåttet med höftmåttet (midja ÷ höft) och förhållandet mellan midja och höjd kommer att beräknas genom att dividera midjemåttet med höjdmåttet (midja ÷ höjd)

2. Blodprov Ett 8 timmars fastande blodprov tas av en utbildad phlebotomist.

   Följande uppsamlingsrör kommer att användas:

   • 15 ml BD Vacutainer® SSTTM (röd topp) tub: serum 25OHD, kalcium och albumin, P1NP, CTX, lipidprofil, mikronäringsstatus
   • 6 ml BD Vacutainer® EDTA (lila) tub: PTH-plasma, blodsockernivå
   • 3 ml EDTA: Blod-DNA

   Blodprov tas en gång, vid var och en av de två sessionerna. Cirka 25 ml blod kommer att tas under varje session, med totalt 50 ml blod som tas under hela studien.

   Albumin, lipidprofil, mikronäringsämnesstatus och blodsockernivå kommer att analyseras vid University of Surrey. Benmarkörer; P1NP och CTX kommer att analyseras vid Metabolic Bone Centre, Northern General Hospital, Sheffield. Serum 25OHD, PTH plasma, kalcium kommer att analyseras vid Imperial College Healthcare NHS trust.

   Både serum- och plasmablodproverna kommer att förvaras vid -80°C vid University of Surrey.

   Efter blodprovet kommer deltagarna att förses med förfriskningar.

3. Perifer datortomografi (pQCT) skanning En pQCT skanning kommer att göras för att mäta benmineralsammansättningen. En skanning av den icke-dominanta underarmen kommer att göras. Om deltagaren rör sig under skanningen måste den upprepas. Skanningen är smärtfri och innebär en mycket låg total effektiv stråldos på cirka 0,5 uSv.

4. Dubbelenergiröntgenabsorptiometri (DEXA)-skanning Före DEXA-skanningen kommer deltagarna att besvara ett frågeformulär före skanningen, som inkluderar att deklarera att de inte är gravida. Deltagarna kommer att ges möjlighet att ta ett graviditetstest före både pQCT- och DEXA-skanningarna.

   Två DEXA-skanningar kommer att tas. En skanning för att bedöma hela kroppens bentäthet och kroppssammansättning, och den andra för att specifikt bedöma frakturrisken genom att skanna lårbenet, höften och lårbenshuvudet. Effektiva exponeringsdoser för dessa skanningar är cirka 9 uSv respektive 8 uSv. Den totala forskningsprotokolldosen är cirka 18 uSv, vilket motsvarar cirka 3 dagars naturlig bakgrundsstrålning.

5. Sitt-till-stå-test Det 30 sekunder långa sitt-till-stå-testet används för att mäta benstyrka och uthållighet. En stol utan armar kommer att placeras mot en vägg för att förhindra halka. Deltagaren kommer att sitta i stolen med rak rygg, fötterna axelbrett isär på golvet, med armarna i kors vid handlederna och hålls mot bröstet. Om deltagaren använder sina armar för att resa sig får de poäng 0. Deltagaren kommer att slutföra så många fulla läktare som möjligt inom 30 sekunder.
6. Gripstyrketest Syftet med detta test är att mäta den maximala isometriska styrkan i hand- och underarmsmusklerna. Genom att placera sin arm i rät vinkel med armbågen vid sidan av kroppen, kommer deltagaren att använda sin icke-dominanta hand för att hålla handgreppsdynamometern (5401 Hand Grip Dynamometer, Takei Scientific Instruments Co. Ltd, Niigata, Japan). Deltagaren kommer att klämma dynamometern med maximal ansträngning i 5 sekunder. I genomsnitt kommer tre tester att tas, till närmaste 0,1 kg.
7. International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) kortform En enkät om fysisk aktivitet kommer att genomföras för att få information om fysisk aktivitet i vardagen.
8. Frågeformulär för solexponering Frågeformuläret för solexponering mäter hur ofta deltagarna tillbringar i solen under olika årstider, vilka kroppsdelar som exponerades och om de nyligen har varit på sommarlov.
9. Livsstilsenkät Livsstilsformuläret mäter en rad faktorer inklusive hudtyp, medicinsk historia, utbildning, beteenden och attityder till solexponering och kunskap och konsumtion av D-vitamin.
10. Instruktioner om hur man fyller i en 4-dagars matdagbok 4-dagars matdagböcker kommer att föras för att mäta kostintaget, särskilt intag av vitamin D. Dessa kommer att användas hemma i fyra dagar, varav en dag kommer att vara en helg dag. Deltagarna ombeds att registrera tiden, vad de äter, tillagningssätt och mängden ätit. De kommer att instrueras att skicka tillbaka dessa till utredarna med hjälp av de gratispostkuvert som tillhandahålls. Forskarna kan ringa eller mejla deltagarna om ytterligare information om deras diet krävs. Data kommer att analyseras med hjälp av Nutritics® näringsanalysprogramvara.
11. Instruktioner om hur man bär en dosimeter för att mäta UVB-exponering. Deltagarna kommer att uppmanas att bära en dosimeter-polysulfonfilmmärke för att mäta UVB-exponering. Dosimetrarna fästs på ytterkläderna med en nål, som bärs på den övre delen av bröstet/axeln. Individer uppmanas att bära märket på från soluppgång till solnedgång, i fyra dagar, varav en är en helgdag. De instrueras att förvara dosimetern i det medföljande kuvertet (av tjockt och mörkt material för att förhindra ytterligare UVB-exponering under förvaring) tills de returneras.

Data kommer att läsas av vid University of Surrey, före och efter användning av dosimeter. En Cecil Aquarius CE7200 Double Beam Spectophotometer (CV <1%) kommer att användas vid 330nm för att upptäcka en förändring i absorbans.

Resultat av individuella märkesdoser rapporteras i standardenheter för erytemdos (SED) (1 SED = 100 J/m2). För att konvertera till SED kommer följande formel att användas:

SED = 10,7 [∆a330] + 14,3 [∆a330]2 - 26,4 [∆a330]3 + 89,1 [∆a330]4 [∆a330] = Förändring i absorbans vid 330 nm av dosimetern från pre-UB exponering

Deltagarna kommer sedan att bjudas tillbaka till CIU under våren 2020. Vid den andra sessionen kommer endast följande åtgärder att upprepas: Antropometriska mätningar, blodprov, sitt-och-stå-test, greppstyrka-test, 4-dagars matdagbok och mätning av UVB-exponering genom att bära en dosimeter. DEXA-skanningen, pQCT-skanningen och frågeformulären kommer endast att utföras vid baslinjesessionen. Resultaten från båda besöken kommer sedan att analyseras.

Statistisk analys Statistisk analys kommer att genomföras med stöd från University of Surreys statistiska avdelning. All statistisk analys kommer att utföras med hjälp av SPSS statistisk programvara (version 25; SPSS Inc., Chicago, IL). Data kommer att kontrolleras för normalitet med hjälp av lämpliga tester. Lämplig parametrisk/icke-parametrisk analys kommer att tillämpas.

Data hantering

Uppgifterna kommer att hanteras av huvudutredaren som kommer att fungera som vårdnadshavare. Följande riktlinjer kommer att följas:

• All data kommer att förbli konfidentiell
• Alla deltagare kommer att få ett unikt studienummer, deras personuppgifter kommer aldrig att hänvisas till
• Data kommer att kodas med unikt studienummer
• All anonymiserad data kommer att lagras på en säker plats på universitetets servrar och på lösenordsskyddade datorer
• Projektdata kommer att lagras i minst 6 år och all forskningsdata i minst 10 år i enlighet med universitetets policy och i enlighet med {UK} Data Protection Act (2018).
• När ett försöksperson inte uppfyller inklusionskriterierna kommer alla frågeformulär och insamlade data att förstöras.

Studieutvärdering

Fördelar för deltagare Alla deltagare i studien kommer att erbjudas en sammanfattning av sina resultat, inklusive deras D-vitaminstatus och deras bentäthet. DEXA-skanningar anses vara guldstandardmetoden för att mäta kroppssammansättning, och därför värdefull för deltagarna. Deltagarna kommer också att få viktig information om sin D-vitaminstatus, som de inte skulle kunna få om de inte besökte en läkare för ett blodprov. Inte bara kommer dessa resultat att vara av intresse för deltagarna, utan utredarna kommer också att säkerställa att deltagarna förstår att de bidrar till forskningen om vitamin D i sin befolkningsgrupp, och deras resultat kan bidra till att ändra riktlinjer, gynna framtida befolkningar och producera effektiva folkhälsokampanjer. Deltagarna får inte betalt, däremot ersätts alla resekostnader.

Risk för deltagare Ämnen kommer att kräva två besök vid University of Surrey, vilket kan orsaka mindre olägenheter, men försökspersonerna kommer att få ersättning för resekostnader.

Venpunktionen kan orsaka lite obehag, även om provet kommer att tas av en erfaren flebotomist för att minimera eventuella biverkningar. De perifera datortomografimätningarna (pQCT) (för bedömning av bentäthet) av underarmen är smärtfria och involverar en mycket låg total stråldos. Om deltagaren rör sig under skanningen måste den upprepas. De mottagna doserna är mycket låga, cirka 0,5uSv. Därför är riskerna/biverkningarna av pQCT-strålningen minimala. Totalt två skanningar med dubbelenergiröntgenabsorptiometri (DEXA), en för bedömning av benmineraldensitet och kroppssammansättning i hela kroppen, och den andra för att bedöma frakturrisk genom att skanna höft- och lårbenshuvudet. Effektiva exponeringsdoser för dessa skanningar är cirka 9 uSv respektive 8 uSv. Den totala forskningsprotokolldosen är cirka 18 uSv. Detta motsvarar cirka 3 dagars naturlig bakgrundsstrålning. Baserat på denna dos motsvarar detta en total livstidscancerrisk på cirka 1 av 700 000 för deltagare i åldern 18-35 år (baserat på i genomsnitt 7,5 % per Sv), och cirka 1 av 4 000 000 för deltagare i åldern >55 år (baserat på 1,5 % per Sv) (Wall 2011).

Frågeformulären (IPAQ, solljusexponering och livsstil) är osannolikt att orsaka mycket besvär för kvinnor eftersom de är korta och fokuserade. Matdagböckerna kan vara monotona, men pågå bara i 4 dagar. Matdagböckerna ska inte vara till för mycket besvär eftersom kvinnorna uppmanas att inte ändra sina vanliga matvanor och fortsätta äta som de brukar. Dosimetrarna är icke-invasiva och bärs som ett märke på utsidan av kläderna, detta har begränsats till 4 dagar. Sitt-att-stå- och grepphållfasthetstesterna är enkla tester som sannolikt inte kommer att orsaka trötthet eller obehag. Antropometriska mätningar kommer sannolikt inte att orsaka stress eller obehag eftersom de kommer att vara korta och icke-invasiva.

Fördelar med vetenskaplig kunskap och folkhälsopolitik

Den longitudinella observationsstudien kommer att möjliggöra analys av förändringar i vitamin D-status hos brittiska afrikansk-karibiska kvinnor. Detta kommer att vara till stor nytta eftersom det är lite känt om D-vitaminstatusen för denna befolkning. Resultaten av denna studie kommer inte bara att fylla denna lucka i kunskapen, utan kan också informera folkhälsopolitiken om vitamin D. Studien kommer att syfta till att fastställa vilka faktorer som intag av vitamin D i kosten, solexponering och muskelstyrka som påverkar vitamin D. status i denna population, som är lite känd. Studien kommer också att bedöma attityder till solexponering, vilket kan ge insikter som skulle vara användbara för att informera offentlig politik.