Efectos de la suplementación con citrato de magnesio, óxido de magnesio y sulfato de magnesio sobre la rigidez arterial en individuos sanos con sobrepeso: un protocolo de estudio para un ensayo controlado aleatorio

Diseño del ensayo

En este ensayo aleatorio, doble ciego y controlado con placebo, se asignarán voluntarios sanos con sobrepeso y ligeramente obesos a uno de los tres grupos de magnesio o al grupo de control con placebo. Este estudio se llevará a cabo en el Centro Médico Universitario de Groningen (UMCG). El protocolo actual se ha redactado de acuerdo con los Elementos de Protocolo Estándar: Recomendaciones para ensayos de intervención (SPIRIT) (Fig. 1 y archivo adicional 1). Se obtuvo la aprobación del comité de ética del UMCG, Países Bajos.

Características de los participantes

Para el presente estudio, sólo son elegibles los sujetos que den su consentimiento informado por escrito. Además, los participantes deben tener entre 45 y 75 años y deben tener sobrepeso o una ligera obesidad (índice de masa corporal entre 25 y 35 kg/m2), ya que se espera que estos sujetos tengan un aumento de la rigidez arterial y de la presión arterial al inicio del estudio, lo que permitiría su mejora mediante la intervención . Para evitar cualquier posible variación en los resultados del estudio debido a los efectos hormonales, sólo se incluirán mujeres posmenopáusicas (≥ 2 años después de la última menstruación). Las participantes que cumplan alguno de los siguientes criterios no son elegibles para este estudio:

• Ingesta elevada de magnesio (definida como una excreción urinaria de magnesio de ≥ 7,0 o ≥ 5.9 mmol/24 h para hombres y mujeres, respectivamente);

• glucosa plasmática ≥ 7,0 mmol/l;

• colesterol total en suero ≥ 8,0 mmol/l;

• triglicéridos en suero ≥ 2.2 mmol/l;

• fumador actual o que ha dejado de fumar < 12 meses;

• presencia de diabetes mellitus;

• hipercolesterolemia familiar;

• abuso de drogas;

• más de 21 consumos de alcohol por semana;

• peso corporal inestable (aumento o pérdida de peso >3 kg en los últimos 3 meses);

• uso de inhibidores de la bomba de protones;

• uso de fármacos hipolipemiantes y/o terapia antihipertensiva que se inició en los últimos 6 meses;

• uso de suplementos de magnesio o de un producto en investigación dentro de otro biomédico en el plazo de 1 mes anterior;

• condiciones médicas graves que puedan interferir con el estudio, como epilepsia, asma, insuficiencia renal o renal, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, enfermedades inflamatorias del intestino, enfermedades autoinflamatorias y artritis reumatoide;

• enfermedad cardiovascular activa; o

• no estar dispuesto a renunciar a ser donante de sangre (o haber donado sangre) desde 8 semanas antes del inicio del estudio y durante el mismo.

Intervenciones

Los participantes con sobrepeso y ligeramente obesos serán asignados al azar para recibir: citrato de magnesio; óxido de magnesio; sulfato de magnesio; o placebo. En la Fig. 2 se presenta un diagrama de flujo de las intervenciones del estudio. Se pedirá a los participantes en el estudio que tomen 2 cápsulas tres veces al día durante 24 semanas. En los días de prueba, las primeras 2 cápsulas se tomarán después de haber completado todas las mediciones. Cada suplemento de magnesio proporciona 75 mg de magnesio (Complejo de Citrato de Magnesio (Mg 15,5%) Complejo de Sulfato de Magnesio (17,4%) y Complejo de Óxido de Magnesio (60,3%); AMT Laboratories Inc.) Así, la ingesta diaria de magnesio proporcionada por las 6 cápsulas será de 450 mg. Las cápsulas de placebo contendrán almidón (Amylum solani). La duración total del tratamiento de 24 semanas se basa en nuestro estudio anterior, que mostró un efecto significativo de la suplementación con magnesio sobre la rigidez arterial después de 24 semanas. Al inicio y en las semanas 2, 12 y 24, los participantes se someterán a mediciones de la PWVc-f, de la presión arterial en la consulta y de la composición corporal. Antes de cada día de prueba, los participantes recogerán muestras de orina y heces de 24 horas. Además, se pedirá a los participantes que completen el Cuestionario de Salud del Paciente (PHQ-15) antes de cada día de prueba. El PHQ-15 es una subescala de síntomas somáticos derivada del PHQ completo. Este cuestionario incluye unos 15 síntomas somáticos o grupos de síntomas que representan más del 90% de las quejas físicas que se reportan en el ámbito ambulatorio. Por último, los sujetos registrarán cualquier signo de enfermedad en los diarios, así como la medicación utilizada y cualquier desviación del protocolo durante el estudio. Se pide a los sujetos que no cambien su nivel de actividad física, su patrón de ingesta de alimentos o el uso de alcohol durante todo el estudio.

Encubrimiento y aleatorización

Para garantizar el diseño doble ciego, las cápsulas ópticamente similares serán envasadas y codificadas por el laboratorio Medisan (Heerenveen, Países Bajos), que proporcionará la medicación del estudio (suplementos de magnesio y placebo). Además, este laboratorio llevará a cabo el procedimiento de aleatorización. Para ello, crearán una lista categórica en orden lógico. Esta lista incluirá una intervención para cada sujeto. Basándose en una lista generada por ordenador con números aleatorios, los sujetos serán asignados al azar a uno de los grupos. Esto da lugar a una lista aleatoria de asignación de tratamientos.

Cálculo del tamaño de la muestra

El estudio actual está potenciado en la rigidez arterial, el criterio de valoración principal. El tamaño de la muestra necesario para la prueba de no inferioridad se calcula sobre la base de un margen de 0,5 m/s, una probabilidad de 0,05 y una potencia de 0,80. Por lo tanto, se necesitan 41 sujetos por grupo de magnesio. Para comparar el citrato de magnesio con el placebo, suponemos que el número de sujetos por grupo calculado para un ensayo de dos brazos (n = 24) es suficiente. Como se espera una tasa de abandono del 10%, se reclutarán 162 para iniciar el estudio. Teniendo en cuenta que sólo el 50% de los sujetos incluidos en el cribado cumplirán todos los criterios de inclusión y estarán dispuestos a participar, se espera que 324 sujetos participen en las visitas de cribado.

Este cálculo del tamaño de la muestra se basa en una variabilidad intra-sujeto de 0,9 m/s y un cambio de 1,0 m/s en la PWVc-f después de 24 semanas de suplemento de magnesio encontrado en nuestro estudio anterior . El margen de equivalencia de 0,5 m/s se basa en el efecto observado, que es el 50% del efecto de la suplementación con citrato de magnesio en comparación con el placebo. Para el cálculo del tamaño de la muestra, se utilizó la fórmula de Julious.

Cumplimiento de la intervención

El cumplimiento se evaluará en base al número de cápsulas devueltas después de 12 y 24 semanas. Se considerará que los sujetos son cumplidores cuando tomen al menos el 80% de las cápsulas. Además, evaluaremos el cumplimiento mediante las concentraciones de magnesio en la orina al final del estudio.

Resultado principal

La PWVc-f se registrará por duplicado utilizando el SphygmoCor v9 (AtCor Medical, West Ryde, Australia). En primer lugar, se medirá la distancia desde la muesca supraesternal hasta el lugar de registro femoral (a través del ombligo). A continuación, se restará la distancia entre la muesca supraesternal y el lugar de registro de la carótida (derecha). Además, se medirá la distancia directa entre el lugar de registro carotídeo y el lugar de registro femoral (derecho). En segundo lugar, se aplicarán electrodos de ECG para identificar la onda R en el complejo de ECG. A continuación, con el tonómetro, se medirá la llegada de la onda de pulso y el retraso hasta la onda R del ECG en las arterias carótida y femoral. Si se introducen y registran todas las medidas correctas, el programa del fabricante calculará la PWVc-f automáticamente. Utilizando el mismo tonómetro aplicado a la arteria radial cerca de la muñeca del brazo derecho, se determinará el análisis de la onda de pulso (PWA). Las mediciones se sincronizan latido a latido y se registrarán por duplicado. A partir de estos registros, el programa del fabricante determinará el índice de aumento central ajustado a la frecuencia cardíaca (CAIxHR75) de forma automática.

Resultados secundarios

Presión arterial

La presión arterial (sistólica y diastólica) y la frecuencia cardíaca se monitorizarán utilizando un dispositivo de monitorización continua de la presión arterial (Criticare 506 N3; Criticare Systems Inc., Waukesha, WI, USA). El investigador medirá la presión arterial antes de las mediciones de PWVc-f. Tras un periodo de aclimatación de al menos 15 minutos en posición supina, se medirá la presión arterial en la consulta. Se descartará la primera medición y se comunicará la media de las tres últimas mediciones.

Microbiota intestinal

Se pedirá a los sujetos que recojan una muestra fecal 1 o 2 días antes del día de la prueba y que la guarden en la nevera de su casa. Se les pedirá que traigan la muestra al UMCG en hielo (elementos de refrigeración o en una bolsa con cubitos de hielo). El día de la prueba, las muestras se almacenarán inmediatamente a – 80 °C. Investigaremos la diversidad del microbioma, la taxonomía operativa específica, así como los metabolitos circulantes específicos, incluyendo la fenilacetilglutamina, el óxido de trimetilamina (TMAO) y el indolpropionato (IPA), que se han relacionado previamente con los eventos cardiovasculares y el síndrome metabólico, respectivamente . La composición de la microbiota intestinal en las muestras fecales se analizará con la amplificación por PCR de la región variable 16S rRNA V4-V5 y la secuenciación profunda mediante la plataforma Illumina® MiSeq.

Mediciones antropométricas

En cada día de la prueba, se realizarán mediciones antropométricas (peso corporal sin zapatos ni ropa pesada y composición corporal) para caracterizar a los participantes. La composición corporal (por ejemplo, masa grasa, masa corporal magra, agua extracelular y agua intracelular) se medirá mediante un análisis de impedancia bioeléctrica (Bodystat Quadscan 4000®; Quadscan, Douglas, Isla de Man, Reino Unido). Las mediciones se llevarán a cabo con el paciente en posición supina durante 5 minutos, con los brazos paralelos y separados del tronco y las piernas separadas. Los lugares de los electrodos se limpiarán con una toallita con alcohol. Se colocarán dos electrodos en la mano y la muñeca derechas, y otros dos en el pie y el tobillo derechos.

Cuestionario de Salud del Paciente

Se pedirá a los participantes que rellenen el Cuestionario de Salud del Paciente (PHQ-15) antes de cada día de prueba. El PHQ-15 es una subescala de síntomas somáticos derivada del PHQ completo. Este cuestionario incluye unos 15 síntomas somáticos o grupos de síntomas que representan más del 90% de las quejas físicas que se reportan en el ámbito ambulatorio .

Química clínica

Las muestras de sangre se analizarán en el Departamento de Medicina de Laboratorio de la UMCG, según los procedimientos habituales: se medirán los niveles plasmáticos de magnesio, sodio, potasio, cloruro, calcio, fosfato, urea, proteínas totales, albúmina, creatinina y hemoglobina, hematocrito, leucocitos, trombocitos y marcadores de riesgo metabólico (triglicéridos, colesterol total, colesterol LDL y colesterol HDL, glucosa plasmática en ayunas y HbA1C). Además, se determinarán el calcio, el sodio, el potasio, el cloro y la creatinina en orina. Para determinar el estado del magnesio, se medirán los niveles de magnesio en plasma y el magnesio intraeritrocitario según los procedimientos habituales.

Ingesta dietética

Para garantizar que los participantes han mantenido su patrón alimentario durante el estudio, se pide a los sujetos que informen de su dieta durante 3 días consecutivos al inicio y al final del estudio en diarios dietéticos utilizando unidades de suministro estándar . El investigador comprobará que estos diarios estén completos.

Análisis estadístico

Para los parámetros con distribución normal, los datos se presentarán como el valor medio y la desviación estándar. Los parámetros de distribución no normal se presentarán como la mediana (rango). Para los análisis estadísticos, las respuestas se calcularán definidas como la diferencia entre los valores de seguimiento y los valores basales. Para los análisis primarios, en los que se evaluará el efecto del citrato de magnesio sobre la rigidez arterial, se probarán las diferencias en las respuestas entre el citrato de magnesio y el placebo (ANCOVA de un factor) con el uso de las mediciones basales de las variables de resultado como covariables. Para comprobar, como análisis secundario, si el efecto del óxido de magnesio y del sulfato de magnesio sobre la rigidez arterial no es inferior al efecto del citrato de magnesio sobre la rigidez arterial, se elige un margen de no inferioridad (Δ) de 0,5 m/s basado en el tamaño del efecto del citrato de magnesio sobre la rigidez arterial encontrado en investigaciones anteriores . Se realizará un ANCOVA de un factor, con el uso de las mediciones basales de las variables de resultado como covariables, para evaluar las diferencias en las respuestas entre los tratamientos con magnesio y con placebo. Para demostrar la no inferioridad, el límite inferior del intervalo de confianza de la diferencia entre el sulfato de magnesio y el citrato de magnesio y la diferencia entre el óxido de magnesio y el citrato de magnesio no debe superar el límite de Δ para estar seguros en un 95% de que el óxido de magnesio y el sulfato de magnesio no son peores que los suplementos de citrato de magnesio en más de Δ. Los efectos del tratamiento se calcularán en cada punto temporal (después de 2, 12 y 24 semanas) con ANCOVA de un factor. Las diferencias se consideran estadísticamente significativas a P < 0,01 para los análisis primarios (confirmatorios) y P < 0,05 para los análisis secundarios (exploratorios). Los análisis estadísticos se realizarán con el software SPSS 23.0 para Windows (SPSS Incorporated, Chicago, IL, USA). La normalidad de los residuos se examinará mediante la prueba de normalidad de Shapiro-Wilk. Si un residuo no está distribuido normalmente, los parámetros se transformarán en logaritmos. Si después de la transformación logarítmica los residuos siguen sin estar distribuidos normalmente, se utilizarán pruebas no paramétricas. Los datos que falten no se sustituirán por estimaciones. Debido a la aleatorización, se espera que los factores de confusión se dividan por igual. Por lo tanto, no se realizará ningún ajuste por factores de confusión. En los análisis primarios se aplicará el principio de intención de tratar. En segundo lugar, se llevarán a cabo análisis por protocolo (se excluirán del análisis estadístico los sujetos que no cumplan). Para demostrar la no inferioridad, el intervalo de confianza de la diferencia debe excluir el margen tanto en el análisis por intención de tratar como en el análisis por protocolo. Por último, realizaremos análisis de subgrupos en los que compararemos los efectos del magnesio sobre la rigidez arterial en sujetos con tratamiento antihipertensivo y en sujetos sin tratamiento antihipertensivo. Dado que con el tiempo la rigidez arterial puede aumentar más rápidamente en los sujetos tratados por hipertensión, nuestra hipótesis es que el magnesio puede tener un efecto más pronunciado sobre la rigidez arterial en los sujetos con tratamiento antihipertensivo.