Efectele suplimentării cu citrat de magneziu, oxid de magneziu și sulfat de magneziu asupra rigidității arteriale la persoanele sănătoase supraponderale: a study protocol for a randomized controlled trial

Proiect de studiu

În acest studiu randomizat, dublu-orb, controlat cu placebo, voluntarii sănătoși supraponderali și ușor obezi vor fi repartizați la unul dintre cele trei grupuri de magneziu sau la grupul de control placebo. Acest studiu va fi efectuat la Centrul Medical Universitar Groningen (UMCG). Protocolul actual a fost redactat în conformitate cu elementele standard de protocol: Recomandări pentru studii intervenționale (SPIRIT) (Fig. 1 și Fișier suplimentar 1) . Aprobarea comitetului de etică a fost obținută de la UMCG, Țările de Jos.

Caracteristicile participanților

Pentru prezentul studiu, sunt eligibili doar subiecții care își dau consimțământul informat în scris. În plus, participanții ar trebui să aibă între 45 și 75 de ani și să fie supraponderali sau ușor obezi (indice de masă corporală între 25 și 35 kg/m2), deoarece se așteaptă ca acești subiecți să aibă o rigiditate arterială și o tensiune arterială crescute la momentul inițial, ceea ce permite o îmbunătățire prin intervenție . Pentru a evita orice posibile variații în rezultatele studiului din cauza efectelor hormonale, vor fi incluse doar femeile aflate la postmenopauză (≥ 2 ani de la ultima menstruație). Participantele care îndeplinesc oricare dintre următoarele criterii nu sunt eligibile pentru acest studiu:

• aport ridicat de magneziu (definit ca excreție urinară de magneziu de ≥ 7,0 sau ≥ 5.9 mmol/24 h pentru bărbați și, respectiv, femei);

• glicemia plasmatică ≥ 7,0 mmol/l;

• colesterolul total seric ≥ 8,0 mmol/l;

• triglitridele serice ≥ 2.2 mmol/l;

• fumător actual sau renunțare la fumat < 12 luni;

• prezența diabetului zaharat;

• hipercolesterolemie familială;

• abuz de droguri;

• mai mult de 21 de consumuri de alcool pe săptămână;

• greutate corporală instabilă (creștere sau scădere în greutate > 3 kg în ultimele 3 luni);

• utilizarea de inhibitori ai pompei de protoni;

• utilizarea de medicamente hipolipemiante și/sau tratament antihipertensiv care a început în ultimele 6 luni;

• utilizarea suplimentelor de magneziu sau a unui produs experimental în cadrul unui alt produs biomedical în ultimele 1 lună;

• afecțiuni medicale severe care ar putea interfera cu studiul, cum ar fi epilepsie, astm, insuficiență renală sau insuficiență renală, boli pulmonare obstructive cronice, boli inflamatorii intestinale, boli autoinflamatorii și poliartrită reumatoidă;

• boală cardiovasculară activă; sau

• nu doresc să renunțe la a mai fi donator de sânge (sau să fi donat sânge) cu 8 săptămâni înainte de începerea studiului și în timpul studiului.

Intervenții

Participanții supraponderali și ușor obezi vor fi repartizați aleatoriu pentru a primi: citrat de magneziu; oxid de magneziu; sulfat de magneziu; sau placebo. O organigramă a intervențiilor studiului este prezentată în Fig. 2. Participanților la studiu li se va cere să ia 2 capsule de trei ori pe zi timp de 24 de săptămâni. În zilele de testare, primele 2 capsule vor fi luate după ce toate măsurătorile sunt finalizate. Fiecare supliment de magneziu furnizează 75 mg de magneziu (Magnesium Citrate Complex (Mg 15,5%) Magnesium Sulphate Complex (17,4%) și Magnesium Oxide Complex (60,3%); AMT Laboratories Inc.). Astfel, aportul zilnic de magneziu asigurat de cele 6 capsule va fi de 450 mg. Capsulele placebo vor conține amidon (Amylum solani). Durata totală a tratamentului de 24 de săptămâni se bazează pe studiul nostru anterior care a arătat un efect semnificativ al suplimentării cu magneziu asupra rigidității arteriale după 24 de săptămâni . La momentul inițial și în săptămânile 2, 12 și 24, participanții vor fi supuși la măsurători ale PWVc-f, ale tensiunii arteriale în cabinet și ale compoziției corporale. Înainte de fiecare zi de testare, participanții vor colecta probe de urină și fecale de 24 de ore. În plus, participanților li se va cere să completeze Chestionarul de sănătate al pacientului (PHQ-15) înainte de fiecare zi de testare. PHQ-15 este o subscală de simptome somatice derivată din PHQ complet. Acest chestionar include aproximativ 15 simptome somatice sau grupuri de simptome care reprezintă mai mult de 90% din plângerile fizice raportate în mediul ambulatoriu . În cele din urmă, subiecții vor înregistra orice semne de boală în jurnale, precum și medicamentele utilizate și orice abateri de la protocol în timpul studiului. Subiecții sunt rugați să nu-și modifice nivelul de activitate fizică, modelul de consum alimentar sau consumul de alcool pe toată durata studiului.

Observarea și randomizarea

Pentru a asigura designul dublu-orb, capsule optic similare vor fi ambalate și codificate de laboratorul Medisan (Heerenveen, Olanda), care va furniza medicația studiului (suplimente de magneziu și placebo). În plus, acest laborator va efectua procedura de randomizare. Pentru aceasta, aceștia vor crea o listă categorică în ordine logică. Această listă va include o intervenție pentru fiecare subiect. Pe baza unei liste de numere aleatorii generate pe calculator, subiecții vor fi repartizați aleatoriu în unul dintre grupuri. Astfel se obține o listă randomizată de alocare a tratamentului.

Calcularea dimensiunii eșantionului

Studiul actual este alimentat pe rigiditate arterială, criteriul principal de evaluare. Dimensiunea eșantionului necesar pentru testarea noninferiorității este calculată pe baza unei marje de 0,5 m/s, a unei probabilități de 0,05 și a unei puteri de 0,80. Prin urmare, sunt necesari 41 de subiecți pentru fiecare grup de magneziu. Pentru a compara citratul de magneziu cu placebo, presupunem că numărul de subiecți pe grup calculat pentru un studiu cu două brațe (n = 24) este suficient. Deoarece se așteaptă o rată de abandon de 10%, vor fi recrutați 162 pentru a începe studiul. Luând în considerare faptul că doar 50% dintre subiecții incluși în screening vor îndeplini toate criteriile de includere și vor fi dispuși să participe, se așteaptă ca 324 de subiecți să participe la vizitele de screening.

Acest calcul al mărimii eșantionului se bazează pe o variabilitate intrasubiect de 0,9 m/s și pe o schimbare de 1,0 m/s în PWVc-f după 24 de săptămâni de suplimentare cu magneziu constatată în studiul nostru anterior . Marja de echivalență de 0,5 m/s se bazează pe efectul observat , care reprezintă 50% din efectul suplimentării cu citrat de magneziu în comparație cu placebo. Pentru calcularea mărimii eșantionului a fost utilizată formula lui Julious.

Conformitatea la intervenție

Conformitatea va fi evaluată pe baza numărului de capsule returnate după 12 și 24 de săptămâni. Subiecții vor fi considerați complianți atunci când vor lua cel puțin 80% din capsule. În plus, vom evalua complianța prin concentrațiile de magneziu urinar la finalul studiului.

Rezultat principal

PWVc-f va fi înregistrat în dublu exemplar cu ajutorul SphygmoCor v9 (AtCor Medical, West Ryde, Australia). În primul rând, se va măsura distanța de la crestătura suprasternală până la locul de înregistrare femurală (prin ombilic) . Ulterior, se va scădea distanța de la crestătura suprasternală până la locul de înregistrare carotidă (dreapta). În plus, se va măsura distanța directă dintre locul de înregistrare carotidiană și locul de înregistrare femurală (dreapta). În al doilea rând, se vor aplica electrozi ECG pentru a identifica unda R în complexul ECG. Apoi, cu ajutorul tonometrului, se va măsura sosirea undei de puls și întârzierea până la unda R din ECG la nivelul arterelor carotide și femurale. În cazul în care toate măsurile corecte sunt introduse și înregistrate, programul producătorului va calcula automat PWVc-f. Cu ajutorul aceluiași tonometru aplicat la artera radială de lângă încheietura mâinii brațului drept, se va determina analiza undei pulsului (PWA). Măsurătorile sunt sincronizate bătaie la bătaie și vor fi înregistrate în dublu exemplar. Din aceste înregistrări, programul producătorului va determina automat indicele central de augmentare ajustat în funcție de frecvența cardiacă (CAIxHR75).

Rezultate secundare

Tensiunea arterială

Tensiunea arterială de birou (sistolică și diastolică) și frecvența cardiacă vor fi monitorizate cu ajutorul unui dispozitiv de monitorizare continuă a tensiunii arteriale (Criticare 506 N3; Criticare Systems Inc., Waukesha, WI, SUA). Investigatorul va măsura tensiunea arterială înainte de măsurătorile PWVc-f. După o perioadă de aclimatizare de cel puțin 15 min în poziția culcat pe spate, se va măsura tensiunea arterială la birou. Prima măsurătoare va fi eliminată, iar media ultimelor trei măsurători va fi raportată .

Microbiota intestinală

Subiecții vor fi rugați să colecteze o probă de fecale cu 1 sau 2 zile înainte de ziua testului și să păstreze proba în frigider la domiciliu. Aceștia vor fi rugați să aducă proba la UMCG pe gheață (elemente de răcire sau într-o pungă cu cuburi de gheață). În ziua testului, probele vor fi depozitate imediat la – 80 °C. Vom investiga diversitatea microbiomului, taxonomia operațională specifică, precum și metaboliții circulanți specifici, inclusiv fenilacetilglutamina, oxidul de trimetilamină (TMAO) și indoleproprionatul (IPA), care au fost legați anterior de evenimentele cardiovasculare și, respectiv, de sindromul metabolic . Compoziția microbiotei intestinale din probele fecale va fi analizată cu amplificarea PCR a regiunii variabile 16S ARNr V4-V5 și secvențierea profundă cu ajutorul platformei Illumina® MiSeq.

Măsuri antropometrice

În fiecare zi de testare, se vor efectua măsurători antropometrice (greutatea corporală fără pantofi și îmbrăcăminte grea și compoziția corporală) pentru a caracteriza participanții. Compoziția corporală (de exemplu, masa de grăsime, masa corporală slabă, apa extracelulară și apa intracelulară) va fi măsurată prin analiză de impedanță bioelectrică (Bodystat Quadscan 4000®; Quadscan, Douglas, Isle of Man, Regatul Unit). Măsurătorile vor fi efectuate cu pacientul în poziție decubit dorsal timp de 5 minute, cu brațele paralele și separate de trunchi și cu picioarele depărtate. Locurile electrozilor vor fi curățate cu un șervețel cu alcool. Doi electrozi vor fi plasați pe mâna și încheietura mâinii drepte, iar alți doi pe piciorul și glezna dreaptă.

Chestionarul de sănătate al pacientului

Participanților li se va cere să completeze chestionarul de sănătate al pacientului (PHQ-15) înainte de fiecare zi de testare. PHQ-15 este o subscală a simptomelor somatice derivată din PHQ complet. Acest chestionar include aproximativ 15 simptome somatice sau grupuri de simptome care reprezintă mai mult de 90% din plângerile fizice raportate în mediul ambulatoriu .

Chimie clinică

Eșantioanele de sânge vor fi analizate la Departamentul de Medicină de Laborator al UMCG, în conformitate cu procedurile de rutină: se vor măsura nivelurile plasmatice ale magneziului, sodiului, potasiului, clorurii, calciului, fosfatului, ureei, proteinelor totale, albuminei, creatininei și hemoglobinei, hematocritului, leucocitelor, trombocitelor și markerilor de risc metabolic (trigliceride, colesterol total, LDL-colesterol și HDL-colesterol, glucoză plasmatică la jeun și HbA1C). În plus, se vor determina calciul urinar, sodiul, potasiul, clorura și creatinina. Pentru a determina statusul de magneziu, nivelurile plasmatice de magneziu și magneziul intraeritrocitar vor fi măsurate în conformitate cu procedurile de rutină.

Amenaj alimentar

Pentru a se asigura că participanții și-au menținut modelul alimentar în timpul studiului, subiecții sunt rugați să raporteze dieta lor timp de 3 zile consecutive la începutul și la sfârșitul studiului în jurnale alimentare folosind unități de aprovizionare standard . Aceste jurnale vor fi verificate de către investigator pentru a se verifica dacă sunt complete.

Analiză statistică

Pentru parametrii distribuiți normal, datele vor fi prezentate ca valoare medie și abatere standard. Parametrii distribuiți în mod non-normal vor fi prezentați ca mediana (interval). Pentru analizele statistice, răspunsurile vor fi calculate definite ca diferența dintre valorile de urmărire și cele inițiale. Pentru analizele primare, în care va fi evaluat efectul citratului de magneziu asupra rigidității arteriale, vor fi testate diferențele de răspunsuri între citratul de magneziu și placebo (ANCOVA cu un singur factor) cu utilizarea măsurătorilor inițiale ale variabilelor de rezultat ca și covariate. Pentru a testa, ca analize secundare, dacă efectul oxidului de magneziu și al sulfatului de magneziu asupra rigidității arteriale este noninferior efectului citratului de magneziu asupra rigidității arteriale, se alege o marjă de noninferioritate (Δ) de 0,5 m/s pe baza mărimii efectului citratului de magneziu asupra rigidității arteriale constatat în cercetările anterioare . Se va efectua o ANCOVA cu un singur factor, cu utilizarea măsurătorilor inițiale ale variabilelor de rezultat ca și covariate, pentru a evalua diferențele de răspuns între tratamentele cu magneziu și cele cu placebo. Pentru a dovedi noninferioritatea, limita inferioară a intervalului de încredere a diferenței dintre sulfatul de magneziu și citratul de magneziu și a diferenței dintre oxidul de magneziu și citratul de magneziu nu trebuie să depășească limita de Δ pentru a fi siguri în proporție de 95% că oxidul de magneziu și sulfatul de magneziu nu sunt mai proaste decât suplimentele cu citrat de magneziu cu mai mult de Δ. Efectele tratamentului vor fi calculate la fiecare punct de timp (după 2, 12 și 24 de săptămâni) cu ANCOVA cu un factor. Diferențele sunt considerate semnificative din punct de vedere statistic la P < 0,01 pentru analizele primare (de confirmare) și P < 0,05 pentru analizele secundare (exploratorii). Analizele statistice vor fi efectuate cu ajutorul software-ului SPSS 23.0 pentru Windows (SPSS Incorporated, Chicago, IL, SUA). Normalitatea reziduurilor va fi examinată cu ajutorul testului de normalitate Shapiro-Wilk. În cazul în care un reziduu nu este distribuit normal, parametrii vor fi transformați în logaritmi. În cazul în care, după transformarea logaritmică, reziduurile continuă să nu fie distribuite normal, se vor utiliza teste neparametrice. Datele lipsă nu vor fi înlocuite cu estimări. Din cauza randomizării, este de așteptat ca factorii de confuzie să fie împărțiți în mod egal. Prin urmare, nu va avea loc nicio ajustare pentru confuzie. Principiul intenției de a trata va fi aplicat în analizele primare. În al doilea rând, vom efectua analize per-protocol (excludem subiecții care nu se conformează din analiza statistică). Pentru a dovedi noninferioritatea, intervalul de încredere al diferenței trebuie să excludă marja atât în analiza „intention-to-treat”, cât și în analiza per-protocol. În cele din urmă, vom efectua analize pe subgrupuri în care vom compara efectele magneziului asupra rigidității arteriale la subiecții care urmează un tratament antihipertensiv și la subiecții care nu urmează un tratament antihipertensiv. Deoarece în timp rigiditatea arterială poate crește mai rapid la subiecții tratați pentru hipertensiune arterială, ipoteza noastră este că magneziul poate avea un efect mai pronunțat asupra rigidității arteriale la subiecții aflați sub tratament antihipertensiv.

.