Bygga bättre ben i barndomen: en slumpmässig kontrollerad studie för att testa effekten av ett dietinterventionsprogram för att öka kalciumintaget | europeisk tidskrift för klinisk näring

Bygga bättre ben i barndomen: en slumpmässig kontrollerad studie för att testa effekten av ett dietinterventionsprogram för att öka kalciumintaget | europeisk tidskrift för klinisk näring

Anonim

ämnen

  • Ben
  • Näring

Abstrakt

Bakgrund / Mål:

Många barn konsumerar inte det rekommenderade dagliga tillåtet kalcium. Otillräckligt kalciumintag i barndomen kan begränsa benökning. Syftet med denna studie var att bestämma om en beteendemodifiering och näringsutbildning (BM-NE) ingripande förbättrade kalciumintaget och benökningen hos barn.

Ämnen / metoder:

139 (86 kvinnliga) friska barn, 7–10 år, deltog i denna randomiserade kontrollerade studie som genomfördes under 36 månader. Deltagare randomiserade till BM-NE-intervention deltog i fem sessioner under en 6-veckorsperiod, utformad för att öka kalciumintaget till 1500 mg / dag. Deltagare randomiserade till den vanliga vårdgruppen (UC) fick en enda näringsrådgivningssession. Kalciumräknar matfrekvensfrågeformuläret användes för att bedöma kalciumintag; dubbel energi röntgenabsorptiometri användes för att bedöma areal benmineral densitet (aBMD) och ben mineral mineral (BMC). Längsgående modeller med blandade effekter användes för att utvärdera en effekt av interventionen på kalciumintag, BMC och aBMD.

Resultat:

BM-NE-deltagare hade större ökningar av kalciumintaget som varade i 12 månader efter interventionen jämfört med UC. Interventionen hade ingen effekt på BMC eller aBMD-periodisering. Sekundära analyser fann en negativ koppling mellan kalciumintag och fett, så att större kalciumintag förknippades med mindre vinster i kroppsmassaindex och fettmassaindex.

Slutsatser:

Ett familjecentrerat BM-NE-interventionsprogram hos friska barn lyckades öka kalciumintaget i upp till 12 månader men hade ingen effekt på benökningen. Ett gynnsamt samband mellan kalciumintag och fett observerades och motiverar framtida studier.

Introduktion

Kalcium är det primära mineralet som finns i benet och ger skelettet styrka och styvhet. 1 Uppsamling av kalcium- och benmineralinnehåll (BMC) är högst under åren kring tillväxtspurtet, 2 illustrerar nödvändigheten av ett tillräckligt kalciumintag under tillväxten. Maximal benmassa uppnås i ung vuxen ålder 3 och är en viktig prediktor för osteoporos och fraktur under senare år. 4, 5 Större kalciumintag har också visats vara associerat med minskad fettmassa och fetma-relaterade komplikationer hos både barn och vuxna. 6 Med tanke på de potentiella fördelarna med kalciumintag på livslånga skeletthälsa och kardiometabolisk sjukdom finns det ett starkt incitament att upprätta ett mönster av adekvat kalciumintag under barndomen.

Många studier har funnit att en stor andel barn inte uppfyller den dagliga rekommendationen för kalciumintag. 7, 8, 9, 10, 11, 12 En studie från National Health and Nutrition Examination Survey fann att majoriteten av barnen i USA i åldrarna 9–18 år hade otillräckligt kalciumintag, 13 a angående fynd eftersom dessa är de kritiska år för benökning. Studier av kalciumtillskott i barnpopulationer har visat att ökat kalciumintag förbättrar benmineraltätheten (BMD). 14, 15, 16, 17, 18 De gynnsamma effekterna av tillskott kanske inte kvarstår efter studietiden; emellertid som långsiktiga uppföljningsstudier har visat att de relativa vinsterna i BMD förlorades när tillskottet avbröts. 19, 20, 21 En alternativ metod för kalciumtillskott är att inrätta en beteendemodifiering och näringsutbildning (BM-NE) för att förbättra kalciumintaget från val av livsmedel. Denna strategi har visat löfte om att förbättra kaloriintaget hos patienter med cystisk fibros, 22 förbättra kalciumintaget hos patienter med kroniska inflammatoriska sjukdomar 23, 24 och minska kolhydrat- och fettförbrukningen hos feta barn. 25 Målet med denna slumpmässiga kontrollerade studie var att bestämma om ett BM-NE-program utformat för att öka kalciumintaget hos friska barn resulterade i ökat kalciumintag och benökning under en treårsperiod.

Material och metoder

Studiedeltagare

Friska barn i åldern 7–10 år var berättigade om de var <130% av den perfekta kroppsvikt (studien inleddes före publiceringen av CDC 2000-tillväxtdiagram, så procent av den perfekta kroppsvikt användes istället för kroppsmassaindex (BMI) ) hade inte kroniska sjukdomar eller mediciner som kan försämra tillväxt, BMD eller kost. Barn rekryterades från läkarmottagningen på The Children's Hospital of Philadelphia och genom lokala annonser. Studien godkändes av Children's Hospital of Philadelphia Institutional Review Board, och skriftligt informerat samtycke och samtycke erhölls från föräldrarna / vårdnadshavarna respektive barn. Studiebesök genomfördes mellan 1999 och 2005.

Under basbesöket klassificerades barn som låg risk eller hög risk för dålig benmineralisering baserat på mjölkförbrukning, laktosintolerans, sprickhistoria och familjehistoria med osteoporos. Barn stratifierades efter ålder (7 och 8 mot 9 och 10 åringar), kön och riskstatus och randomiserades sedan 1: 1 för att delta i antingen BM-NE-interventionen eller UC-gruppen med hjälp av ett datoriserat randomiseringsprogram. Studiestatistiker utförde randomiseringen. Tekniker som ansvarar för att förvärva röntgenabsorptiometri med dubbel energi, antropometri och dietdata var blinda för grupptilldelning och riskstatus för dålig benmineralisering.

Vanlig vård

Barn som tilldelats UC-gruppen deltog i en 45-minuters session med en dietist där barnet och den primära vårdgivaren fick rådgivning och utbildningsmaterial om kalciumbehov, läsning av matetiketter, dietkällor för kalcium och förslag på sätt att förbättra kalciumintaget.

Näringsintervention

BM-NE-interventionsprogrammet bestod av fem 90-minuters sessioner under en 6-veckors period. Primära vårdgivare deltog i en klass som leddes av en psykolog och en dietist. Barn deltog i en samtidig klass ledd av utbildad studiepersonal. En strukturerad läroplan skapades för båda klasserna. Målet var att gradvis öka det totala kalciumintaget till 1500 mg / dag i slutet av programmet. Detta mål valdes eftersom kalciumabsorptionen fortsätter att öka upp till 1500 mg / d och sedan platåer, 26 och det matchade NIH-rekommendationen för kalciumintag hos barn i åldern 11–24 vid den tiden. 27

Den första sessionen gav en översikt över programmet. Familjer avslutade en 7-dagars dietrekord efter den första sessionen för att fastställa kalciumintag baslinjen. Detta baslinje kalciumintag användes för att utveckla en individualiserad plan för att förbättra eller bibehålla kalciumintaget vid varje måltid under de följande veckorna av interventionen. Efterföljande sessioner fokuserade på en specifik måltid, början med frukost, och alla aktiviteter var utformade för att förstärka metoder för att öka dietkalk för den specifika måltiden. Exempel på måltidsspecifika kalciummat tillhandahölls och näringsetiketter granskades för att illustrera kalciuminnehållet. Veckovis kalciummål sattes till 400 mg / dag för måltider och 300 mg / dag för snacks. Programmet sammanfattas i tilläggstabell 1.

Beteendemodifieringstekniker introducerades vid varje session. Självövervakning uppnåddes genom användning av vägda matregister. Barn förstärktes för att möta dagligt kalciummål via klistermärkediagram och föräldrar fick lära sig att använda differentiell uppmärksamhet (beröm / ignorering), beredskapshantering och beteendeavtal (identifiera fördelarna för barn som uppfyller kalciummål).

mätningar

Det primära utfallet var kalciumintag mätt med hjälp av kalciumräkningarna! frågeformulär för matfrekvens, som validerats mot 7-dagars vägda matregister för att uppskatta kalciumintag hos barn. 28 Eftersom frågeformuläret systematiskt överskattade kalciumintaget beräknades ett justerat kalciumintag baserat på valideringsstudien och användes för analyser. Kalciumintag utvärderades vid alla studiebesök (baslinje, 6, 12, 18, 24, 30 och 36 månader).

Sekundära utfall inkluderade BMC (g), areal BMD (aBMD; g / cm 2 ) och kroppssammansättning bedömd med dubbel energi röntgenabsorptiometri vid baslinjen, 6-, 12-, 24- och 36-månadersbesök. Röntgenabsorptiometriundersökningar med dubbel energi erhölls med användning av en Hologic QDR 4500a densitometer (Hologic, Inc, Bedford, MA, USA) och analyserades i programvaruversion 12.3. Hela kroppen (WB) och L1-L4 ryggradens ryggrad (LS) BMC och aBMD bedömdes och omvandlades till köns- och rasspecifika Z- poäng respektive ålder och justerades för höjd Z- poäng med referensdata från benmineraldensiteten i Barndomsstudie. 29 fett och mager kroppsvikt uttrycktes som fettmassaindex (FMI; FM (kg) / m 2 ) och mager BMI (LBMI; LBM (kg) / m 2 ). 30 LBM inkluderade inte BMC.

Höjden bedömdes med stadiometer (Holtain, Wales, Storbritannien) och vikt med digital skala (Scaletronix, White Plains, NY, USA). BMI beräknades som kg / m ^ . Höjd och BMI omvandlades till ålders- och könsspecifika Z- poäng med hjälp av 2000 CDC-referensdata. 31 Pubertal mognad utvärderades enligt Tanner 32 med hjälp av ett validerat självbedömningsfrågeformulär. 33, 34 Icke-fastande, serum 25-hydroxig vitamin D (25OHD) bedömdes vid baslinjen med 125I -märkt radioimmunanalys med användning av ett kommersiellt tillgängligt kit (DiaSorin, Stillwater, MN, USA). 35 Fysisk aktivitet bedömdes med självrapport med hjälp av ett frågeformulär och rapporterades som timmar / dag.

Statistisk analys

Data för alla deltagare analyserades enligt den tilldelade behandlingsgruppen, oavsett anslutning till studieprotokoll (avsikt att behandla analys). Deltagarna fick fortsätta i protokollet om BM-NE-sessioner eller uppföljande studiebesök missades. Provstorleksberäkningen antog 10% förslitning, stod för upprepade mätningar och bestämdes för att ha 80% effekt vid a = 0, 05 för att detektera en skillnad på minst 300 mg / dag i kalciumintaget vid slutsatsen mellan BM-NE och UC grupper. Kontinuerliga variabler bedömdes med avseende på normalitet och rapporterades som medelvärde ± sd eller median (interkvartilt intervall (IQR)), efter behov. Längsgående modeller med blandade effekter justerade för kovariater av intresse användes för att bedöma en effekt av interventionen på kalciumintag, ben och kroppssammansättningens resultat under studietiden. Inledande modeller utvecklades för att titta på de viktigaste effekterna av tid, ingripande och tidsinteraktionens behandling (huvudkontrast av intresse). Hanar och kvinnor analyserades tillsammans eftersom det inte fanns någon sex * behandling eller sex * tid * behandling interaktioner. Sekundära analyser utfördes för att titta på huvudeffekterna av tid och kalciumintag och tiden * kalciumintaginteraktion på ben- och kroppssammansättningens resultat. Passformens godhet bedömdes med hjälp av Akaike-informationskriterierna. Slutmodellerna inkluderade ett slumpmässigt avlyssning för försökspersoner och slumpvis lutning för besök. Analyser utfördes med användning av Stata 13.1 (Stata Corporation, College Station, TX, USA), och en tvåsidig P- värde av <0, 05 användes för att bestämma statistisk signifikans.

Resultat

Deltagarna

Totalt 139 deltagare uppfyllde inklusionskriterierna och randomiserades i behandlingsgrupperna BM-NE ( n = 68) eller UC ( n = 71) (figur 1). Egenskaperna och basmåttet för kalciumintag, ben- och kroppssammansättningsresultat, fysisk aktivitet och D-vitaminnivåer skilde sig inte mellan de två grupperna (tabell 1). D-vitaminbrist (definierat som 25OHD <50 nmol / l (20 ng / ml)) var närvarande i 16, 7% av BM-NE och 14, 1% av UC-deltagarna. Andelen barn i tidig pubertet (Tanner Steg 1 eller 2) skilde sig inte efter behandlingsgrupp eller kön vid baslinjen (90, 3% män mot 87, 2% kvinnor, P = 0, 57) eller vid sista uppföljningen (48, 7% män kontra 34, 6% kvinnor, P = 0, 18).

Randomisering och uppföljning av deltagarna i studien.

Bild i full storlek

Full storlek bord

Av de 68 deltagarna som tilldelades BM-NE-gruppen startade 55 (80, 9%) interventionen och 43 (63, 2%) slutförde alla utbildningar. Totalt deltog 17 (12, 2%) deltagare (12 BM-NE och fem UC) efter basbesöket och förlorades efter uppföljning. Jämfört med deltagare som slutförde ett eller flera uppföljningsbesök, var de som var förlorade efter uppföljning mer benägna att vara afroamerikaner och hade högre WB BMC. Alla andra egenskaper inklusive kalciumintag var liknande. Andelen deltagare som slutförde alla studiebesök skilde sig inte mellan BM-NE och UC-gruppen, vid 44, 2 respektive 47, 9%. Deltagare som missade minst ett besök var mer benägna att vara afroamerikanska jämfört med dem som slutförde alla besök; det fanns inga skillnader i andra egenskaper. Studien avslutades med avslutade planerade studiebesök.

Effekt av BM-NE-intervention på kalciumintag

Kalciumintaget varierade från 876 (IQR: 735–1039) mg / dag vid baslinjen till 951 (IQR: 814–1126) mg / dag vid slutet av studien i BM-NE-gruppen och från 910 (IQR: 748–1078) mg / dag vid baslinjen till 897 (IQR: 750–1079) mg / dag vid slutet av studien i UC-gruppen (tabell 2). Det fanns ingen signifikant skillnad i kalciumintag vid slutet av studien mellan BM-NE och UC-grupperna; och kalciumintaget i slutet av studien skilde sig inte signifikant från baslinjen i endera gruppen. Resultaten av den longitudinella blandade modellbedömningen av effekten av BM-NE-interventionen på kalciumintag under studieperioden visas i figur 2. Justerat för ålder, kön, historia om mjölkavslag och afroamerikanska förfäder, deltagare randomiserade till BM- NE-interventionen hade en signifikant större ökning av kalciumintaget från baslinjen efter 6 månader ( P = 0, 04) och 12 månader ( P = 0, 01), jämfört med de i UC-gruppen.

Full storlek bord

Medianjusterat kalciumintag i vanlig vård jämfört med BM-NE interventionsgrupp. Förutsagt kalciumintag justerat för ålder, kön, historia om mjölkavslag, svart rasgrupp, BM-NE-intervention * besök interaktion. Kalciumintag från frågeformuläret för livsmedelfrekvens justerades av näringsläkare för att redovisa deltagarnas överskattning av kalciumintaget. * indikerar signifikant olika från vanlig vård, P <0, 05.

Bild i full storlek

Effekt av BM-NE-intervention på benutfall

Det fanns inga signifikanta skillnader mellan WB eller LS aBMD eller BMC mellan grupper efter studiens slut. Longitudinell blandad effektanalys justerad för kön, ålder, höjd, afroamerikansk förfäder och LBMI avslöjade inte någon signifikant effekt av BM-NE-interventionen på BMC eller aBMD-periodisering vid någon tidpunkt under studieperioden (figur 3). Resultaten var liknande när benutfallet konverterades till Z- poäng, och återigen visade ingen effekt av interventionen (kompletterande figur 1 och 2). Ytterligare analys avslöjade ingen effekt av kalciumintag, oavsett behandlingsgrupp, på benökning (tabell 3). Känslighetsanalyser som (1) var begränsade till deltagare som slutförde alla studiebesök, (2) inkorporerade baslinje 25OHD-nivå och (3) inkorporerade självrapporterad fysisk aktivitet bekräftade alla bristen på en effekt av interventionen på benökning under 36 månader.

Median hela kroppens ( a ) och ryggradens ryggrad ( b ) halten av benmineral och hela kroppen ( c ) och ryggradens ryggrad ( d ) benmineraltäthet i vanlig vård jämfört med BM-NE-interventionsgrupp. Förutspådd helkropp och ryggraden benmineralinnehåll och benmineral densitet justerad för ålder, kön, höjd, LBMI och svart rasgrupp. Ingen signifikant effekt av BM-NE observerades vid någon av studietidspunkterna för något benutfall.

Bild i full storlek

Full storlek bord

Effekt av kalciumintag på fett

Median BMI ökade från 16, 7 (IQR: 15, 3–18, 0) till 17, 9 (IQR: 17, 1–20, 2) kg / m 2 och 16, 6 (IQR: 15, 3–18, 4) till 19, 1 (IQR: 16, 4–20, 4) kg / m 2 under studien i BM-NE respektive UC-grupper. Förändringar i andra antropometriska utfall under studien ges i tilläggstabell 2. Analys av longitudinell blandad effekt justerad för afroamerikanska förfäder, ålder och kön avslöjade ingen signifikant effekt av BM-NE-interventionen på BMI under studietiden. Sekundära longitudinella analyser avslöjade emellertid en signifikant negativ effekt av kalciumintaget på BMI, oavsett behandlingsgrupp, så att högre kalciumintag var förknippat med mindre ökning av BMI vid 18- och 24-månadersbesök (tabell 3). En liknande negativ samband mellan kalciumintag och FMI hittades vid det 24-månadersbesöket. Införande av pubertalstatus förändrade inte effekten av kalciumintag på BMI och förbättrade inte passformens godhet; därför ingick det inte i slutmodeller.

Diskussion

Denna slumpmässiga kontrollerade studie fann att barn som avslutade ett 6-veckors BM-NE-program ökade sitt kalciumintag i större utsträckning jämfört med barn som genomgick en enda pedagogisk session med en dietist. Den positiva effekten på kalciumintaget i kosten i BM-NE-gruppen varade i 12 månader efter det att interventionsprogrammet avslutades. Dessa resultat antyder att BM-NE-programmet effektivt främjade förändringar i dietens beteende när det gäller kalciumintag. Emellertid sågs inte långvariga dietbeteendeförändringar utöver 12 månader och kan kräva mer långvarig förstärkning än en 6-veckors intervention.

Att uppnå och upprätthålla ett tillräckligt kalciumintag i barndomen kan vara fördelaktigt för livslånga skeletthälsa. 36 Minskad benmassa är en känd bidragare till sprickrisk hos barn och vuxna; 37 och tvärsnittsstudier stödjer en koppling mellan lågt mjölkintag i barndomen och minskad BMD och större sprickrisk över hela livslängden. 38 Benmineralutvinning toppar i tidig till mitten av puberteten i samband med ungdomens tillväxtspurt. 39 Kinetiska studier har visat att både kalciumabsorption från mag-tarmbanan och benkalciumavsättning ökar under tidig pubertet; 40 dock kan ökad absorption i frånvaro av lämpligt intag inte vara tillräcklig för att uppnå tillräcklig kalciumavsättning i ben. 41

Trots det större kalciumintaget som observerades i BM-NE-deltagare året efter interventionen hittade vi inte någon effekt av interventionen på benökning under studietiden. Dessa resultat står i kontrast till en kalciumrelaterad beteendemässig interventionsstudie hos barn med reumatoid artrit som rapporterade ökad BMC-periodisering under 12 månader i interventionsgruppen. 23 En annan studie av kalciumintag och uppsamling av ben efter en näringsmässig och fysisk aktivitet beteendemässig intervention hos friska barn fann en effekt av interventionen för att öka aBMD-periodisering i höften hos pojkar men inte flickor. 42 Vår studie genomfördes på friska barn och riktade inte specifikt individer med lågt kalciumintag eller nedsatt kalciummetabolism. Vi spekulerar i att vårt misslyckande med att upptäcka en effekt av interventionen på BMC eller aBMD-periodisering berodde på att barnen i vår studie hade baslinje kalciumintag som endast var blygsamt låga och de kunde uppnå tillräcklig kalciumavsättning i ben genom ökad kalciumabsorption. Det kan också noteras att 60% av deltagarna hade en familjehistoria med osteoporos. Detta kan vara en anledning till under-genomsnittet BMC och aBMD Z- poäng vid baslinjen. Det finns en stark ärftlig komponent för att toppa benmassan 43 och det är möjligt att familjer med en historia av osteoporos kan vara mer benägna att delta i en klinisk prövning.

Förutom det kända förhållandet mellan kalciumintag och skeletthälsa finns det allt större bevis som tyder på en fördelaktig koppling mellan kalciumintag och fetma-relaterade kardiometaboliska resultat. I vår studie var större kalciumintag förknippade med mindre ökningar i BMI och FMI oavsett interventionsgrupp hos deltagarna i studien. Dessa resultat överensstämmer med resultaten från tidigare prospektiva och randomiserade kontrollerade studier som har identifierat positiva effekter av kalciumtillskott på kroppssammansättningen; 44, 45 även om en annan studie inte hittade en effekt av kalciumtillskott utöver kaloribegränsning för att främja viktminskning. 46 Mekanismen som kopplar kalciumintag till fetma är okänd. Det kan vara ett resultat av val av kost av näringsrik mjölk kontra kaloriskt tät men näringsfattiga socker-sötade drycker, 47 en reglerande roll för kalcium eller kalciotropa hormoner i kontrollen av termogenes, fettoxidation och lipolys, 48, 49 eller en effekt av gastrointestinal kalciuminnehåll för att minska fettabsorptionen. 50 Vi använde ett frågeformulär för matfrekvens som inte fångade det totala dagliga kaloriintaget, så vi kunde inte utvärdera för potentiella förhållanden mellan kalciumintag, kaloriintag och BMI i den aktuella studien.

Även om BM-NE-interventionsprogrammet lyckades med att främja dietförändring fanns det begränsningar. Programmet bestod av fem sessioner under en 6-veckors period. Detta representerade ett betydande tidsengagemang för familjer och studenter. Kostnaden för att erbjuda ett motsvarande kliniskt program är okänt. Dessutom kan familjerna som gick med på att delta i en studie som inbegriper en näringsinsats ha varit motiverade att inleda dietförändring och kanske inte är ett representativt urval av befolkningen. Vi rekryterade emellertid familjer från ett brett spektrum av socioekonomisk status och över hela storstadsområdet för att minimera möjliga källor till provbias. Framtida studier är nödvändiga för att avgöra om programmet kan förenklas och om intervalluppföljningsaktiviteter kan genomföras för att upprätthålla ökat kalciumintag längre än 12 månader. En ytterligare begränsning är antalet deltagare som inte slutfört alla studiebesök. Longitudinella blandade metoder är ett accepterat tillvägagångssätt för att hantera saknade data, och det verkar som om egenskaperna hos de deltagare som missade besök var liknande mellan båda behandlingsgrupperna. Slutligen samlades blodprover endast vid baslinjen, därför kunde vi inte bedöma om en effekt av interventionen på D-vitaminstatus eller helt utvärdera för en effekt av D-vitaminstatus för att moderera sambandet mellan kalciumintag och benökning.

Sammanfattningsvis fann denna studie att ett BM-NE-interventionsprogram utformat för att ändra kostvanor var framgångsrikt med att öka kalciumintaget i upp till 12 månader hos friska barn. Dessa resultat stöder implementering och framtida studie av BM-NE-program för att hjälpa barn att förbättra kalciumintaget i kosten.

Kompletterande information

PDF-filer

  1. 1.

    Kompletterande tabell 1

  2. 2.

    Kompletterande figur

  3. 3.

    Kompletterande figur

Excel-filer

  1. 1.

    Kompletterande tabell 2

    Kompletterande information åtföljer detta dokument på webbplatsen European Journal of Clinical Nutrition (//www.nature.com/ejcn)