Trial design
Tässä satunnaistetussa, kaksoissokkoutetussa, plasebokontrolloidussa tutkimuksessa terveille ylipainoisille ja lievästi lihaville vapaaehtoisille jaetaan yksi kolmesta magnesiumryhmästä tai plasebokontrolliryhmä. Tutkimus toteutetaan Groningenin yliopiston lääketieteellisessä keskuksessa (UMCG). Tämä tutkimussuunnitelma on laadittu standardiprotokollan kohtien mukaisesti: Recommendations for Interventional Trials (SPIRIT) -ohjeen mukaisesti (kuva 1 ja lisätiedosto 1). Eettisen toimikunnan hyväksyntä saatiin UMCG:ltä Alankomaissa.
Osallistujien ominaispiirteet
Tässä tutkimuksessa vain kirjallisen tietoon perustuvan suostumuksen antaneet koehenkilöt voivat osallistua. Lisäksi osallistujien tulisi olla 45-75-vuotiaita ja ylipainoisia tai lievästi lihavia (painoindeksi 25-35 kg/m2 ), koska näillä tutkittavilla odotetaan olevan lähtötilanteessa kohonnut valtimoiden jäykkyys ja verenpaine, jolloin interventio voi parantaa niitä. Jotta vältettäisiin hormonaalisten vaikutusten aiheuttamat mahdolliset vaihtelut tutkimustuloksissa, mukaan otetaan vain postmenopausaaliset naiset (≥ 2 vuotta viimeisten kuukautisten jälkeen). Osallistujat, jotka täyttävät jonkin seuraavista kriteereistä, eivät voi osallistua tähän tutkimukseen:
-
korkea magnesiumin saanti (määritelty virtsan magnesiumin erittymisenä ≥ 7,0 tai ≥ 5.9 mmol/24 h miehillä ja naisilla vastaavasti);
-
plasman glukoosi ≥ 7,0 mmol/l;
-
seerumin kokonaiskolesteroli ≥ 8,0 mmol/l;
-
seerumin triglyseridit ≥ 2.2 mmol/l;
-
nykyinen tupakoitsija tai tupakoinnin lopettaminen < 12 kk;
-
diabetes mellituksen esiintyminen;
-
perheen hyperkolesterolemia;
-
huumausaineiden väärinkäyttö;
-
enemmän kuin 21 alkoholijuomaa viikossa;
-
epävakaa ruumiinpaino (painonnousu tai -lasku > 3 kg viimeisten 3 kuukauden aikana);
-
protonipumpun estäjien käyttö;
-
viimeisten 6 kk:n aikana aloitettujen lipidejä alentavien lääkkeiden ja/tai verenpainelääkkeiden käyttö;
-
magnesiumlisien tai tutkimusvalmisteen käyttö muussa biolääkkeessä edellisen 1 kuukauden aikana;
-
vakavat sairaudet, jotka saattavat haitata tutkimusta, kuten epilepsia, astma, munuaisten vajaatoiminta tai munuaisten vajaatoiminta, krooninen obstruktiivinen keuhkosairaus, tulehdukselliset suolistosairaudet, itsestään tulehdusta aiheuttavat sairaudet ja nivelreuma;
-
aktiivinen sydän- ja verisuonitauti; tai
-
ei ole halukas luopumaan verenluovuttajana olemisesta (tai verenluovutuksesta) 8 viikkoa ennen tutkimuksen alkua ja tutkimuksen aikana.
Toimenpiteet
Ylipainoisille ja lievästi lihaville osallistujille annetaan satunnaisesti: magnesiumsitraattia, magnesiumoksidia, magnesiumsulfaattia tai lumelääkettä. Kuvassa 2 on esitetty vuokaavio tutkimuksen toimenpiteistä. Tutkimukseen osallistuvia pyydetään ottamaan 2 kapselia kolmesti päivässä 24 viikon ajan. Testipäivinä kaksi ensimmäistä kapselia otetaan sen jälkeen, kun kaikki mittaukset on tehty. Kukin magnesiumvalmiste sisältää 75 mg magnesiumia (magnesiumsitraattikompleksi (Mg 15,5 %), magnesiumsulfaattikompleksi (17,4 %) ja magnesiumoksidikompleksi (60,3 %); AMT Laboratories Inc.). Näin ollen 6 kapselin päivittäinen magnesiumin saanti on 450 mg. Plasebokapselit sisältävät tärkkelystä (Amylum solani). Hoidon kokonaiskesto 24 viikkoa perustuu aiempaan tutkimukseemme, joka osoitti magnesiumlisän merkittävän vaikutuksen valtimoiden jäykkyyteen 24 viikon jälkeen. Lähtötilanteessa sekä viikoilla 2, 12 ja 24 osallistujille tehdään PWVc-f-, toimistoverenpaine- ja kehonkoostumusmittaukset. Ennen kutakin testipäivää osallistujat ottavat 24 tunnin virtsa- ja ulostenäytteet. Lisäksi osallistujia pyydetään täyttämään potilaan terveyskyselylomake (PHQ-15) ennen jokaista testipäivää. PHQ-15 on somaattisten oireiden osa-asteikko, joka on johdettu koko PHQ:sta. Tämä kyselylomake sisältää noin 15 somaattista oiretta tai oirekokonaisuutta, jotka muodostavat yli 90 prosenttia avohoitoympäristössä raportoiduista fyysisistä vaivoista. Lopuksi koehenkilöt kirjaavat päiväkirjaan kaikki sairauden merkit, käytetyt lääkkeet ja mahdolliset poikkeamat tutkimussuunnitelmasta tutkimuksen aikana. Koehenkilöitä pyydetään olemaan muuttamatta fyysistä aktiivisuustasoaan, ruokailutottumuksiaan tai alkoholin käyttöä koko tutkimuksen aikana.
Sokkoutus ja satunnaistaminen
Kaksoissokkoutuksen varmistamiseksi optisesti samankaltaiset kapselit pakataan ja koodataan laboratorio Medisanissa (Heerenveen, Alankomaat), joka toimittaa tutkimuslääkevalmisteet (magnesiumlisät ja lumelääke). Lisäksi tämä laboratorio suorittaa satunnaistamismenettelyn. Tätä varten he laativat loogisessa järjestyksessä olevan kategorisen luettelon. Luettelossa on yksi interventio kutakin koehenkilöä kohden. Tietokoneella luodun satunnaislukuluettelon perusteella koehenkilöt satunnaistetaan johonkin ryhmään. Näin saadaan satunnaistettu lista hoidon kohdentamisesta.
Otoksen koon laskeminen
Tämän tutkimuksen teho perustuu valtimoiden jäykkyyteen, joka on ensisijainen päätetapahtuma. Tarvittava otoskoko huonommuuden testausta varten lasketaan 0,5 m/s:n marginaalin, 0,05:n todennäköisyyden ja 0,80:n tehon perusteella. Näin ollen tarvitaan 41 koehenkilöä magnesiumryhmää kohti. Jotta magnesiumsitraattia voidaan verrata lumelääkkeeseen, oletamme, että kaksihaaraista tutkimusta varten laskettu koehenkilömäärä ryhmää kohti (n = 24) on riittävä. Koska odotettavissa on 10 prosentin keskeyttämisprosentti, tutkimuksen aloittamista varten rekrytoidaan 162 henkilöä. Kun otetaan huomioon, että vain 50 % seulontaan osallistuneista tutkittavista täyttää kaikki sisäänottokriteerit ja on halukas osallistumaan, seulontakäynteihin odotetaan osallistuvan 324 tutkittavaa.
Tämä otoskokoa koskeva laskelma perustuu aiemmassa tutkimuksessamme todettuun tutkittavan sisäiseen vaihteluun 0,9 m/s ja 1,0 m/s muutokseen PWVc-f:ssä 24 viikon magnesiumlisän jälkeen . Vastaavuusmarginaali 0,5 m/s perustuu havaittuun vaikutukseen , joka on 50 % magnesiumsitraattilisän vaikutuksesta lumelääkkeeseen verrattuna. Otoskoon laskemiseen käytettiin Juliuksen kaavaa.
Toimenpiteen noudattaminen
Toimenpiteen noudattamista arvioidaan palautettujen kapseleiden määrän perusteella 12 ja 24 viikon jälkeen. Koehenkilöiden katsotaan noudattavan toimenpidettä, kun he ottavat vähintään 80 % kapseleista. Lisäksi vaatimustenmukaisuutta arvioidaan virtsan magnesiumpitoisuuksien perusteella tutkimuksen lopussa.
Tärkeimmät tulokset
PWVc-f kirjataan kahtena kappaleena SphygmoCor v9 -laitteella (AtCor Medical, West Ryde, Australia). Ensin mitataan etäisyys suprasternaalisesta lovesta reisiluun tallennuskohtaan (navan kautta). Tämän jälkeen vähennetään etäisyys suprasternaalisesta lovesta kaulavaltimon rekisteröintikohtaan (oikealle). Lisäksi mitataan kaulavaltimon rekisteröintipaikan ja reisiluun rekisteröintipaikan (oikealla) välinen suora etäisyys. Toiseksi käytetään EKG-elektrodeja R-aallon tunnistamiseksi EKG-kompleksista. Tämän jälkeen mitataan tonometrin avulla pulssiaallon saapuminen ja viive EKG:n R-aaltoon kaulavaltimosta ja reisivaltimosta. Jos kaikki oikeat mittaukset on syötetty ja kirjattu, valmistajan ohjelma laskee PWVc-f:n automaattisesti. Pulssi-aaltoanalyysi (PWA) määritetään käyttämällä samaa tonometriä, jota käytetään oikean käden ranteen lähellä olevaan säteittäisvaltimoon. Mittaukset synkronoidaan lyönti lyönniltä ja kirjataan kahtena kappaleena. Näistä tallenteista valmistajan ohjelma määrittää automaattisesti sykkeen mukaan oikaistun keskuslisäysindeksin (CAIxHR75).
Sekundaaritulokset
Verpaine
Toimipaikan verenpainetta (systolinen ja diastolinen verenpaine) ja sykettä seurataan jatkuvalla verenpainemittauslaitteella (Criticare 506 N3; Criticare Systems Inc., Waukesha, WI, USA). Tutkija mittaa verenpaineen ennen PWVc-f-mittauksia. Vähintään 15 minuutin makuuasennossa vietetyn akklimatisoitumisjakson jälkeen mitataan toimistoverenpaine. Ensimmäinen mittaus hylätään, ja kolmen viimeisen mittauksen keskiarvo ilmoitetaan.
Ruoliston mikrobisto
Henkilöitä pyydetään keräämään ulostenäyte 1-2 päivää ennen testipäivää ja säilyttämään näyte kotona jääkaapissa. Heitä pyydetään tuomaan näyte UMCG:hen jäässä (jäähdytyselementissä tai pussissa, jossa on jääkuutioita). Testipäivänä näytteet säilytetään välittömästi – 80 °C:ssa. Tutkimme mikrobiomin monimuotoisuutta, spesifistä toiminnallista taksonomiaa sekä tiettyjä kiertäviä aineenvaihduntatuotteita, kuten fenyyliasetyyliglutamiinia, trimetyyliamiinioksidia (TMAO) ja indoliproprionaattia (IPA), jotka on aiemmin yhdistetty sydän- ja verisuonitapahtumiin ja metaboliseen oireyhtymään. Ulostenäytteiden suolistomikrobiston koostumus analysoidaan 16S rRNA V4-V5 -muuttuja-alueen PCR-monistamisella ja syväsekvensoinnilla Illumina® MiSeq -alustalla.
Antropometriset mittaukset
Kullakin koepäivällä suoritetaan antropometriset mittaukset (ruumiinpainon mittaus ilman kenkiä ja raskaita vaatteita sekä ruumiinkoostumuksen mittaus) osallistujien kuvaamiseksi. Kehon koostumus (esim. rasvamassa, vähärasvainen paino, solunulkoinen vesi ja solunsisäinen vesi) mitataan biosähköisellä impedanssianalyysillä (Bodystat Quadscan 4000®; Quadscan, Douglas, Isle of Man, UK). Mittaukset suoritetaan potilaan ollessa selinmakuulla 5 minuutin ajan, kädet vartalon suuntaisesti ja erillään vartalosta ja jalat erillään toisistaan. Elektrodikohdat puhdistetaan alkoholipyyhkeellä. Kaksi elektrodia asetetaan oikeaan käteen ja ranteeseen ja toiset kaksi oikeaan jalkaterään ja nilkkaan.
Potilaan terveyskyselylomake
Osallistujia pyydetään täyttämään potilaan terveyskyselylomake (PHQ-15) ennen jokaista testipäivää. PHQ-15 on somaattisten oireiden osa-asteikko, joka on johdettu koko PHQ:sta. Tämä kyselylomake sisältää noin 15 somaattista oiretta tai oirekokonaisuutta, jotka muodostavat yli 90 prosenttia avohoitoympäristössä raportoiduista fyysisistä vaivoista.
Kliininen kemia
Verinäytteet analysoidaan UMCG:n laboratoriolääketieteen osastolla rutiinimenettelyjen mukaisesti: Plasman magnesium-, natrium-, kalium-, kloridi-, kalsium-, fosfaatti-, urea-, kokonaisproteiini-, albumiini-, kreatiniini- ja hemoglobiinipitoisuudet, hematokriitti-, leukosyytti- ja trombosyyttipitoisuudet sekä aineenvaihdunnalliset riskimerkkiaineet (triglyseridit, kokonaiskolesteroli-, LDL- ja HDL-kolesterolipitoisuudet, plasman paastoglukoosipitoisuudet ja hormonaalinen rasvahappo (HbA1C)). Lisäksi määritetään virtsan kalsium, natrium, kalium, kloridi ja kreatiniini. Magnesiumtilanteen määrittämiseksi mitataan plasman magnesiumpitoisuudet ja verenkierron sisäinen magnesium rutiinimenettelyjen mukaisesti.
Ruokavalio
Voidaksemme varmistaa, että osallistujat ovat säilyttäneet ruokailutottumuksensa tutkimuksen aikana, koehenkilöitä pyydetään ilmoittamaan ruokavaliostaan kolmena peräkkäisenä päivänä tutkimuksen alussa ja lopussa ruokapäiväkirjoihin käyttäen vakiotoimitusyksiköitä . Tutkija tarkistaa päiväkirjojen täydellisyyden.
Statistinen analyysi
Normaalisti jakautuneiden muuttujien osalta tiedot esitetään keskiarvona ja keskihajontana. Epänormaalisti jakautuneet parametrit esitetään mediaanina (vaihteluväli). Tilastollisia analyysejä varten vasteet lasketaan määriteltynä seuranta- ja lähtöarvojen erotuksena. Ensisijaisissa analyyseissä, joissa arvioidaan magnesiumsitraatin vaikutusta valtimoiden jäykkyyteen, testataan eroja magnesiumsitraatin ja lumelääkkeen välisissä vasteissa (yksitekijäinen ANCOVA) käyttäen kovariaattina lopputulosmuuttujien lähtötason mittauksia. Jotta toissijaisina analyyseinä voitaisiin testata, onko magnesiumoksidin ja magnesiumsulfaatin vaikutus valtimoiden jäykkyyteen parempi kuin magnesiumsitraatin vaikutus valtimoiden jäykkyyteen, valitaan 0,5 m/s:n huonommuusmarginaali (Δ), joka perustuu aiemmissa tutkimuksissa todettuun magnesiumsitraatin vaikutuksen suuruuteen valtimoiden jäykkyyteen. Magnesium- ja lumelääkehoitojen välisten vaste-erojen arvioimiseksi tehdään yksitekijäinen ANCOVA-analyysi, jossa käytetään lopputulosmuuttujien lähtötilanteen mittauksia kovariaatteina. Huonommuuden osoittamiseksi magnesiumsulfaatin ja magnesiumsitraatin välisen eron luottamusvälin alaraja sekä magnesiumoksidin ja magnesiumsitraatin välisen eron luottamusvälin alaraja ei saa ylittää rajaa Δ, jotta voidaan olla 95-prosenttisen varmoja siitä, että magnesiumoksidi ja magnesiumsulfaatti eivät ole huonompia kuin magnesiumsitraattilisät yli Δ:n. Hoidon vaikutukset lasketaan kullakin tarkasteluhetkellä (2, 12 ja 24 viikon kuluttua) yksitekijäisellä ANCOVA:lla. Erot katsotaan tilastollisesti merkitseviksi, jos P < 0,01 ensisijaisissa analyyseissä (varmistavat analyysit) ja P < 0,05 toissijaisissa analyyseissä (tutkivat analyysit). Tilastolliset analyysit tehdään käyttäen SPSS 23.0 -ohjelmistoa Windowsille (SPSS Incorporated, Chicago, IL, USA). Jäännösten normaalisuus tutkitaan Shapiro-Wilkin normaalisuustestillä. Jos jäännös ei ole normaalisti jakautunut, parametrit muunnetaan log-muotoisiksi. Jos jäännökset eivät ole log-muunnoksen jälkeen vieläkään normaalisti jakautuneita, käytetään ei-parametrisia testejä. Puuttuvia tietoja ei korvata estimaateilla. Satunnaistamisen vuoksi on odotettavissa, että sekoittavat tekijät jakautuvat tasaisesti. Tämän vuoksi sekoittavia tekijöitä ei korjata. Ensisijaisissa analyyseissä sovelletaan intention-to-treat-periaatetta. Toiseksi suoritamme per-protokolla-analyysit (tilastollisen analyysin ulkopuolelle jätetään tutkimushenkilöt, jotka eivät noudata sääntöjä). Jotta voidaan osoittaa, että kyseessä ei ole huonommuus, eron luottamusvälin on oltava marginaalin ulkopuolella sekä intention-to-treat- että per-protocol -analyyseissä. Lopuksi teemme alaryhmäanalyysejä, joissa vertaamme magnesiumin vaikutuksia valtimoiden jäykkyyteen verenpainelääkitystä saavilla henkilöillä ja henkilöillä, jotka eivät saa verenpainelääkitystä. Koska valtimoiden jäykkyys voi ajan mittaan lisääntyä nopeammin verenpainetautia hoitavilla henkilöillä, hypoteesimme on, että magnesiumilla voi olla voimakkaampi vaikutus valtimoiden jäykkyyteen verenpainelääkitystä saavilla henkilöillä.