Effets de la supplémentation en citrate de magnésium, oxyde de magnésium et sulfate de magnésium sur la rigidité artérielle chez les personnes en surpoids en bonne santé : un protocole d’étude pour un essai contrôlé randomisé

Conception de l’essai

Dans cet essai randomisé, en double aveugle, contrôlé par placebo, des volontaires sains en surpoids et légèrement obèses seront affectés à l’un des trois groupes de magnésium ou au groupe témoin placebo. Cette étude sera menée au centre médical universitaire de Groningue (UMCG). Le protocole actuel a été rédigé conformément aux Standard Protocol Items : Recommendations for Interventional Trials (SPIRIT) (Fig. 1 et fichier supplémentaire 1). L’approbation du comité d’éthique a été obtenue de l’UMCG, Pays-Bas.

Caractéristiques des participants

Pour la présente étude, seuls les sujets qui fournissent un consentement éclairé écrit sont éligibles. En outre, les participants doivent avoir entre 45 et 75 ans et être en surpoids ou légèrement obèses (indice de masse corporelle entre 25 et 35 kg/m2), car ces sujets sont censés avoir une rigidité artérielle et une pression artérielle accrues au départ, permettant une amélioration par l’intervention . Pour éviter toute variation possible des résultats de l’étude due aux effets hormonaux, seules les femmes ménopausées (≥ 2 ans après la dernière menstruation) seront incluses. Les participants qui répondent à l’un des critères suivants ne sont pas éligibles pour cette étude :

• Apport élevé en magnésium (défini comme une excrétion urinaire de magnésium de ≥ 7,0 ou ≥ 5.9 mmol/24 h pour les hommes et les femmes, respectivement);

• glucose plasmatique ≥ 7,0 mmol/l;

• cholestérol total sérique ≥ 8,0 mmol/l;

• triglycérides sériques ≥ 2.2 mmol/l;

• fumeur actuel ou arrêt du tabac < 12 mois;

• présence de diabète sucré ;

• hypercholestérolémie familiale;

• abus de drogues;

• plus de 21 consommations alcoolisées par semaine ;

• poids corporel instable (gain ou perte de poids > 3 kg au cours des 3 derniers mois);

• utilisation d’inhibiteurs de la pompe à protons;

• utilisation de médicaments hypolipémiants et/ou d’un traitement antihypertenseur ayant débuté au cours des 6 derniers mois ;

• utilisation de suppléments de magnésium ou d’un produit expérimental dans le cadre d’un autre biomédical au cours du mois précédent ;

• conditions médicales sévères qui pourraient interférer avec l’étude, telles que l’épilepsie, l’asthme, l’insuffisance rénale ou l’insuffisance rénale, la maladie pulmonaire obstructive chronique, les maladies inflammatoires de l’intestin, les maladies auto-inflammatoires et la polyarthrite rhumatoïde ;

• maladie cardiovasculaire active ; ou

• non disposé à renoncer à être un donneur de sang (ou à avoir donné du sang) à partir de 8 semaines avant le début de l’étude et pendant l’étude.

Interventions

Les participants en surpoids et légèrement obèses seront répartis au hasard pour recevoir : du citrate de magnésium ; de l’oxyde de magnésium ; du sulfate de magnésium ; ou un placebo. Un organigramme des interventions de l’étude est présenté dans la figure 2. Les participants à l’étude devront prendre 2 gélules trois fois par jour pendant 24 semaines. Les jours de test, les 2 premières capsules seront prises après que toutes les mesures aient été effectuées. Chaque supplément de magnésium fournit 75 mg de magnésium (complexe de citrate de magnésium (Mg 15,5%), complexe de sulfate de magnésium (17,4%) et complexe d’oxyde de magnésium (60,3%) ; AMT Laboratories Inc.). Ainsi, l’apport quotidien en magnésium fourni par les 6 capsules sera de 450 mg. Les capsules placebo contiendront de l’amidon (Amylum solani). La durée totale du traitement de 24 semaines est basée sur notre étude précédente qui a montré un effet significatif de la supplémentation en magnésium sur la rigidité artérielle après 24 semaines . Au début du traitement et aux semaines 2, 12 et 24, les participants seront soumis à des mesures de la PWVc-f, de la pression artérielle au cabinet médical et de la composition corporelle. Avant chaque jour de test, les participants prélèveront des échantillons d’urine et de matières fécales sur 24 heures. En outre, il leur sera demandé de remplir le questionnaire sur la santé des patients (PHQ-15) avant chaque jour de test. Le PHQ-15 est une sous-échelle de symptômes somatiques dérivée du PHQ complet. Ce questionnaire comprend environ 15 symptômes somatiques ou groupes de symptômes qui représentent plus de 90 % des plaintes physiques signalées dans le cadre des consultations externes. Enfin, les sujets noteront dans leur journal tout signe de maladie, ainsi que les médicaments utilisés et toute déviation du protocole pendant l’étude. Il est demandé aux sujets de ne pas modifier leur niveau d’activité physique, leur mode d’alimentation ou leur consommation d’alcool pendant toute la durée de l’étude.

Abandon et randomisation

Pour garantir la conception en double aveugle, des capsules optiquement similaires seront emballées et codées par le laboratoire Medisan (Heerenveen, Pays-Bas), qui fournira les médicaments de l’étude (suppléments de magnésium et placebo). En outre, ce laboratoire effectuera la procédure de randomisation. Pour cela, il créera une liste catégorielle en ordre logique. Cette liste comprendra une intervention pour chaque sujet. Sur la base d’une liste de numéros aléatoires générée par ordinateur, les sujets seront répartis au hasard dans l’un des groupes. Il en résulte une liste randomisée d’allocation des traitements.

Calcul de la taille de l’échantillon

L’étude actuelle est alimentée sur la rigidité artérielle, le critère d’évaluation primaire. La taille d’échantillon requise pour le test de non-infériorité est calculée sur la base d’une marge de 0,5 m/s, d’une probabilité de 0,05 et d’une puissance de 0,80. Par conséquent, 41 sujets par groupe de magnésium sont nécessaires. Pour comparer le citrate de magnésium au placebo, nous supposons que le nombre de sujets par groupe calculé pour un essai à deux bras (n = 24) est suffisant. Comme on s’attend à un taux d’abandon de 10%, 162 seront recrutés pour commencer l’étude. En tenant compte du fait que seulement 50 % des sujets inclus dans la sélection répondront à tous les critères d’inclusion et seront prêts à participer, 324 sujets devraient participer aux visites de sélection.

Ce calcul de la taille de l’échantillon est basé sur une variabilité intra-sujet de 0,9 m/s et un changement de 1,0 m/s dans la VPC-f après 24 semaines de supplémentation en magnésium trouvés dans notre étude précédente . La marge d’équivalence de 0,5 m/s est basée sur l’effet observé, qui correspond à 50 % de l’effet de la supplémentation en citrate de magnésium par rapport au placebo. Pour le calcul de la taille de l’échantillon, la formule de Julious a été utilisée.

Compliance à l’intervention

La compliance sera évaluée sur la base du nombre de capsules retournées après 12 et 24 semaines. Les sujets seront considérés comme conformes lorsqu’ils prendront au moins 80% des capsules. En outre, nous évaluerons l’observance par les concentrations urinaires de magnésium à la fin de l’étude.

Résultat principal

La PWVc-f sera enregistrée en double à l’aide du SphygmoCor v9 (AtCor Medical, West Ryde, Australie). Tout d’abord, la distance entre l’échancrure suprasternale et le site d’enregistrement fémoral (via l’ombilic) sera mesurée. Ensuite, la distance entre l’échancrure suprasternale et le site d’enregistrement carotidien (à droite) sera soustraite. En outre, la distance directe entre le site d’enregistrement carotidien et le site d’enregistrement fémoral (à droite) sera mesurée. Ensuite, des électrodes ECG seront appliquées afin d’identifier l’onde R dans le complexe ECG. Ensuite, à l’aide du tonomètre, l’arrivée de l’onde de pouls et le délai par rapport à l’onde R de l’ECG seront mesurés au niveau des artères carotides et fémorales. Si toutes les mesures correctes sont saisies et enregistrées, le programme du fabricant calculera automatiquement la PWVc-f. En utilisant le même tonomètre appliqué à l’artère radiale près du poignet du bras droit, l’analyse de l’onde de pouls (PWA) sera déterminée. Les mesures sont synchronisées battement par battement et seront enregistrées en double. A partir de ces enregistrements, le programme du fabricant déterminera automatiquement l’indice d’augmentation centrale ajusté à la fréquence cardiaque (CAIxHR75).

Résultats secondaires

Tension artérielle

La pression artérielle (systolique et diastolique) et la fréquence cardiaque seront surveillées à l’aide d’un dispositif de surveillance continue de la pression artérielle (Criticare 506 N3 ; Criticare Systems Inc., Waukesha, WI, USA). L’investigateur mesurera la pression artérielle avant les mesures de la PWVc-f. Après une période d’acclimatation d’au moins 15 minutes en position couchée, la pression artérielle au bureau sera mesurée. La première mesure sera écartée et la moyenne des trois dernières mesures sera rapportée .

Microbiote intestinal

Il sera demandé aux sujets de prélever un échantillon fécal 1 ou 2 jours avant le jour du test et de le conserver au réfrigérateur à la maison. Il leur sera demandé d’apporter l’échantillon à l’UMCG sur de la glace (éléments réfrigérants ou dans un sac avec des glaçons). Le jour du test, les échantillons seront immédiatement conservés à – 80 °C. Nous étudierons la diversité du microbiome, la taxonomie opérationnelle spécifique ainsi que les métabolites circulants spécifiques, notamment la phénylacétylglutamine, l’oxyde de triméthylamine (TMAO) et l’indoleproprionate (IPA), qui ont été précédemment liés aux événements cardiovasculaires et au syndrome métabolique, respectivement . La composition du microbiote intestinal dans les échantillons fécaux sera analysée par amplification PCR de la région variable 16S rRNA V4-V5 et séquençage profond à l’aide de la plateforme Illumina® MiSeq.

Mesures anthropométriques

A chaque jour de test, des mesures anthropométriques (poids corporel sans chaussures et sans vêtements lourds et composition corporelle) seront effectuées pour caractériser les participants. La composition corporelle (par exemple, la masse grasse, la masse maigre, l’eau extracellulaire et l’eau intracellulaire) sera mesurée par analyse de l’impédance bioélectrique (Bodystat Quadscan 4000® ; Quadscan, Douglas, île de Man, Royaume-Uni). Les mesures seront effectuées avec le patient en position couchée pendant 5 minutes, les bras parallèles et séparés du tronc et les jambes écartées. Les sites des électrodes seront nettoyés avec une lingette alcoolisée. Deux électrodes seront placées sur la main et le poignet droits, et deux autres sur le pied et la cheville droits.

Questionnaire de santé du patient

Les participants devront remplir le questionnaire de santé du patient (PHQ-15) avant chaque jour de test. Le PHQ-15 est une sous-échelle de symptômes somatiques dérivée du PHQ complet. Ce questionnaire comprend une quinzaine de symptômes somatiques ou de groupes de symptômes qui représentent plus de 90 % des plaintes physiques signalées dans le cadre de la consultation externe .

Chimie clinique

Les échantillons sanguins seront analysés au département de médecine de laboratoire de l’UMCG, selon les procédures de routine : les taux plasmatiques de magnésium, de sodium, de potassium, de chlorure, de calcium, de phosphate, d’urée, de protéines totales, d’albumine, de créatinine et d’hémoglobine, d’hématocrite, de leucocytes, de thrombocytes et de marqueurs de risque métabolique (triglycérides, cholestérol total, LDL-cholestérol et HDL-cholestérol, glucose plasmatique à jeun et HbA1C) seront mesurés. En outre, le calcium, le sodium, le potassium, le chlorure et la créatinine urinaires seront déterminés. Pour déterminer le statut en magnésium, les niveaux de magnésium plasmatique et le magnésium intra-érythrocytaire seront mesurés selon les procédures de routine.

Apport alimentaire

Pour s’assurer que les participants ont maintenu leur schéma alimentaire pendant l’étude, il est demandé aux sujets de rapporter leur alimentation pendant 3 jours consécutifs au début et à la fin de l’étude dans des journaux alimentaires utilisant des unités d’approvisionnement standard . Ces journaux seront vérifiés par l’investigateur pour s’assurer de leur exhaustivité.

Analyse statistique

Pour les paramètres normalement distribués, les données seront présentées sous forme de valeur moyenne et d’écart type. Les paramètres à distribution non normale seront présentés sous forme de médiane (intervalle). Pour les analyses statistiques, les réponses seront calculées et définies comme la différence entre les valeurs de suivi et les valeurs de base. Pour les analyses primaires, dans lesquelles l’effet du citrate de magnésium sur la rigidité artérielle sera évalué, les différences de réponses entre le citrate de magnésium et le placebo seront testées (ANCOVA à un facteur) en utilisant les mesures de base des variables de résultat comme covariables. Afin de tester en tant qu’analyses secondaires si l’effet de l’oxyde de magnésium et du sulfate de magnésium sur la rigidité artérielle est non inférieur à l’effet du citrate de magnésium sur la rigidité artérielle, une marge de non-infériorité (Δ) de 0,5 m/s est choisie sur la base de la taille de l’effet du citrate de magnésium sur la rigidité artérielle trouvée dans des recherches précédentes. Une ANCOVA à un facteur, avec utilisation des mesures de base des variables de résultat comme covariables, sera réalisée pour évaluer les différences de réponses entre les traitements au magnésium et au placebo. Pour prouver la non-infériorité, la limite inférieure de l’intervalle de confiance de la différence entre le sulfate de magnésium et le citrate de magnésium et la différence entre l’oxyde de magnésium et le citrate de magnésium ne doit pas dépasser la limite de Δ pour être sûr à 95 % que l’oxyde de magnésium et le sulfate de magnésium ne sont pas moins bons que les suppléments de citrate de magnésium de plus de Δ. Les effets du traitement seront calculés à chaque point temporel (après 2, 12 et 24 semaines) avec une ANCOVA à un facteur. Les différences sont considérées comme statistiquement significatives à P < 0,01 pour les analyses primaires (confirmatoires) et P < 0,05 pour les analyses secondaires (exploratoires). Les analyses statistiques seront effectuées à l’aide du logiciel SPSS 23.0 pour Windows (SPSS Incorporated, Chicago, IL, USA). La normalité des résidus sera examinée à l’aide du test de normalité de Shapiro-Wilk. Si un résidu n’est pas normalement distribué, les paramètres seront log-transformés. Si, après la transformation logarithmique, les résidus ne sont toujours pas normalement distribués, des tests non paramétriques seront utilisés. Les données manquantes ne seront pas remplacées par des estimations. En raison de la randomisation, on s’attend à ce que les facteurs de confusion soient répartis également. Par conséquent, il n’y aura pas d’ajustement pour les facteurs de confusion. Le principe de l’intention de traiter sera appliqué dans les analyses primaires. Ensuite, nous effectuerons des analyses per-protocole (exclure les sujets non conformes de l’analyse statistique). Pour prouver la non-infériorité, l’intervalle de confiance de la différence doit exclure la marge à la fois dans l’analyse en intention de traiter et dans l’analyse per-protocole. Enfin, nous effectuerons des analyses de sous-groupes dans lesquelles nous comparerons les effets du magnésium sur la rigidité artérielle chez les sujets sous traitement antihypertenseur et chez les sujets ne suivant pas de traitement antihypertenseur. Parce qu’avec le temps, la rigidité artérielle peut augmenter plus rapidement chez les sujets traités pour l’hypertension, notre hypothèse est que le magnésium peut avoir un effet plus prononcé sur la rigidité artérielle chez les sujets sous traitement antihypertenseur.