Effekt av vitamin D-tilskudd på fysisk aktivitet og muskelstyrke hos pasienter med type 2
diabetes og vitamin D-mangel
en DIVINE substudie
Hilde Gjestemoen og May-Helén N. Espenes
Veileder Hanne Løvdal Gulseth
Prosjektoppgave ved Det medisinske fakultet UNIVERSITETET I OSLO
2018
Copyright Forfatter Hilde Gjestemoen og May-Helén Nyland Espenes År: 2018
Tittel: Effekt av vitamin D på fysisk aktivitet og muskelstyrke hos pasienter med type 2 diabetes
Veileder: Hanne Løvdal Gulseth http://www.duo.uio.no
Trykk: Reprosentralen, Universitetet i Oslo
Abstract
Objective: Observational studies suggest an association between low levels of 25(OH)D and reduced muscle strength, but the effect of vitamin D supplementation is unclear. Subjects with type 2 diabetes often have vitamin D deficiency, low levels of physical activity and reduced muscle strength. In this study we investigate the effects of high-dose vitamin D supplementation on muscle strength and physical activity in patients with type 2 diabetes.
Material and methods: We used data from the DIVINE intervention study, performed at the Diabetes Research Laboratory at Oslo University Hospital, Aker, between 2009-2011. Sixty two men and women with type 2 diabetes and vitamin D levels below 50 nmol/L of Nordic and South-Asian ethnicity were included in this randomized, double-blind, placebo-
controlled study. The participants received a dose of 400 000 IU oral vitamin D3 or placebo in week 0 and grip strength was measured at baseline and at 3 and 6 months of follow-up.
Objective measurements of physical activity were done with SenseWear Armband and the patients also answered the International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) at baseline and 6 months. Patients in the intervention group with serum 25(OH)D < 100 nmol/L 4 weeks after the first dose received one additional dose of 200 000 IU vitamin D3.
Results: In the vitamin D group, the mean ± SD baseline serum 25(OH)D 38.9 ± 10.8
nmol/L increased to 97.7 ± 18.7 after 4 weeks, 73.4 ± 13.4 after 3 months and 53.7 ± 9.2 after 6 months. In the placebo group, the level at baseline was 38.0 ± 12.1 nmol/L and did not change significantly throughout the study. Muscle strength measured as grip strength was 37.5 ± 14.0 kg in the vitamin D group and 39.9 ± 15.8 kg in the control group and the changes observed after vitamin D or placebo did not differ between the groups. Physical activity, measured both objectively and subjectively, did not differ between the groups at baseline and the changes observed did not differ between the groups.
Conclusion: High-dose vitamin D intervention showed no effect on muscle strength or physical activity in individuals with type 2 diabetes and vitamin D deficiency, after six months. The results should be interpreted with care due to a small sample size, short duration of the study and potentially insufficient substitution dose of vitamin D to cover the entire study period.
Sammendrag
Formål: Observasjonsstudier indikerer en assosiasjon mellom lavt nivå av vitamin 25(OH)D og redusert muskelstyrke, men effekten av vitamin D-tilskudd er uklar. Personer med type 2 diabetes har ofte vitamin D-mangel, lavt fysisk aktivitetsnivå og redusert muskelstyrke. I denne studien undersøkte vi mulige effekter av høydose vitamin D-tilskudd på muskelstyrke og fysisk aktivitet hos pasienter med type 2 diabetes.
Materiale og metode: Vi brukte data fra intervensjonsstudien DIVINE som ble gjennomført på Diabetesforskningslaboratoriet ved Oslo universitetssykehus Aker, mellom 2009-2011.
Sekstito menn og kvinner med type 2 diabetes og 25(OH)D under 50 nmol/l av nordisk og sør-asiatisk etnisitet ble inkludert i denne randomiserte, dobbelblindede, placebokontrollerte studien. Deltakerne fikk 400 000 IU vitamin D3 per os eller placebo i uke 0 og gripestyrke ble målt ved baseline og ved oppfølgingen etter 3 og 6 måneder. Objektiv måling av fysisk aktivitet ble gjort med SenseWear Armband og pasientene fylte også ut International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) ved baseline og etter 6 måneder. Pasienter i
intervensjonsgruppen med s-25(OH)D < 100nmol/L 4 uker etter første vitamin D-dose, fikk en ekstra dose med 200 000 IU vitamin D3.
Resultater: I vitamin D-gruppen var gjennomsnittlig s-25(OH)D ± standardavvik ved baseline 38,9 ± 10,8 nmol/l, som økte til 97,7 ± 18,7 nmol/l etter 4 uker, 73,4 ± 13,4 nmol/l etter 3 måneder og 53,7 ± 9,2 nmol/l etter 6 måneder. I kontrollgruppen var gjennomsnittlig s-25(OH)D ved baseline 38,0 ± 12,1 nmol/L og vi så ingen signifikant endring i løpet av studien. Muskelstyrke målt ved gripestyrke var 37,5 ± 14,0 kg i vitamin D-gruppen og 39,9 ± 15,8 kg i kontrollgruppen ved baseline, og det var ingen statistisk signifikante forskjeller mellom de to gruppene ved studiens slutt. Det var ingen forskjell i fysisk aktivitet mellom gruppene ved baseline, verken målt objektivt eller subjektivt, og dette endret seg ikke i løpet av studien.
Konklusjon: Høydose vitamin D-tilskudd viser ingen effekt på muskelstyrke eller fysisk aktivitet hos individer med type 2 diabetes eller vitamin D-mangel etter seks måneder.
Resultatene må tolkes med forsiktighet grunnet relativt få deltakere, kort studievarighet og potensielt utilstrekkelig 25(OH)D-nivå gjennom studien.
Forord
I løpet av fire år på medisinstudiet er diabetes en sykdom vi har fått undervist i alle semestre.
Det sier noe om hvor viktig det er å ha kunnskap om denne sykdommen, uansett hvilken spesialitet man jobber innen som lege. Vi bestemte oss tidlig for at vi ønsket å skrive prosjektoppgave om et tema innen diabetes – vi så på det som en gylden mulighet til å lære mer om sykdommen og kanskje oppdage nye angrepspunkter i både forebygging og
behandling av diabetes. Vi har også fått en større forståelse for omfanget av sykdommen, vi ser at det er behov for mer forskning på området og hvor viktig god behandling og
oppfølging av diabetespasienter er.
På sjette semester ble vi enda mer nysgjerrig på diabetes etter å ha hatt forelesninger med Kåre I. Birkeland, og vi tok derfor kontakt med tanke på prosjektoppgave. Kåre satt oss videre i kontakt med Hanne Løvdal Gulseth som ble vår veileder. Hanne var hovedforfatter av DIVINE-studien og jobber til daglig blant annet på Diabetesklinikken ved Aker sykehus og har gitt oss hjelp og veiledning. Ingen av oss hadde noe tidligere forskningserfaring eller særlig datakunnskaper å skryte av, men Hanne har lært oss å tolke og bruke data fra forskning og enkle dataferdigheter som bruk av Excel.
Type 2 diabetes er en kompleks og snikende sykdom som ofte ikke oppdages før den har begynt å gi komplikasjoner og muligens irreversible skader i flere av kroppens organer. Det gjør at også pasienter som får diagnosen diabetes ofte opplever at de får sin livskvalitet redusert. Vi ønsker med denne oppgaven å undersøke om det kan være en sammenheng mellom nivået av vitamin D, fysisk aktivitet og muskelstyrke ved å se på data samlet inn i DIVINE-studien.
Dette har vært en veldig lærerik prosess og vi vil takke Hanne for hjelp underveis, og en stor takk til Kåre som ga oss god veiledning i sluttfasen av arbeidet med oppgaven.
Oslo, 2018
Hilde & May-Helén
Forkortelser
AGE Avanserte glykerte endeprodukter BMI Body Mass Index/kroppsmasseindeks DBT Diastolisk blodtrykk
GCP Good Clinical Practice GFR Glomerular filtration rate
IPAQ International Physical Activity Questionnaires MET Metabolic Equivalent of Task
MINIM Minimization Program for Allocating Patients to Clinical Trials
PTH Paratyreoideahormon
RCT Randomized controlled trial/randomisert kontrollert studie
REK Regional Etisk Komité
ROS Reaktive oksygenspesies SBT Systolisk blodtrykk
SWA SenseWear Armband
TIA Transitorisk iskemisk anfall
T1D Type 1 diabetes
T2D Type 2 diabetes
VDR Vitamin D-reseptor
WHO World Health Organization
25(OH)D Calsidiol
1,25(OH)2D3 Calsitriol
Innholdsfortegnelse
1. Bakgrunn s. 9
1.1 Type 2 diabetes: patogenese, diagnostikk og epidemiologi s. 9
1.2 Vitamin D s. 11
1.3 Vitamin D – sammenheng med diabetes? s. 14
1.4 Vitamin D – sammenheng med muskelstyrke og fysisk aktivitet? s. 15
1.5 Hensikt med oppgaven s. 17
2. Metode s. 18
2.1 Etikk s. 18
2.2 Populasjon s. 18
2.3 Design og gjennomføring s. 20
2.4 Laboratoriemålinger s. 20
2.5 SenseWear Armband s. 21
2.6 IPAQ – deltakernes subjektive rapportering av fysisk aktivitet s. 22 2.7 Muskelkraft – måling av gripestyrke med dynanometer s. 23
2.8 Statistikk s. 23
3. Aktuell problemstilling s. 24
4. Resultater s. 25
4.1 Målinger ved studiestart s. 25
4.2 Utvikling av s-25(OH)D s. 27
4.3 SenseWear Armband s. 28
4.4 IPAQ s. 30
4.5 Sammenligning av SenseWear Armband og IPAQ s. 31
4.6. Gripestyrke s. 32
4.6.1 Gripestyrke og utvikling over tid s. 32 4.6.2 Gripestyrke og sammenheng med nivå av vitamin D s. 33 4.6.3 Gripestyrke og sammenheng med etnisitet og nivå av
vitamin D s. 35
4.6.4 Gripestyrke og sammenheng med etnisitet og kjønn s. 36
5. Diskusjon s. 37
6. Konklusjon s. 43
7. Vedlegg s. 44
8. Litteraturliste s. 49
9
1 Bakgrunn
1.1 Type 2 diabetes: patogenese, diagnostikk og epidemiologi
Diabetes mellitus er en metabolsk sykdom kjennetegnet av kronisk forhøyet nivå av glukose i blodet – hyperglykemi – med forstyrrelser i karbohydrat-, protein- og fettmetabolismen. Det er flere ulike typer av diabetes, og type 2 diabetes (T2D) skyldes en kombinasjon av redusert insulinsekresjonen og insulinresistens [1]. T2D er en multifaktoriell sykdom hvor både genetikk og miljøfaktorer har betydning for sykdomsutvikling og det er også betydelig opphopning i familier. Dersom man har én førstegradsslektninger med påvist T2D øker dette risikoen for selv å utvikle sykdommen med to til tre ganger. Har man flere
førstegradsslektninger øker risikoen ytterligere, opp til seks ganger [2]. Det er påvist mer enn 100 genvarianter som disponerer for T2D, og disse er i stor grad knyttet til sviktende
betacellefunksjon og insulinsekresjon. De viktigste miljøfaktorene for T2D er overvekt og fysisk inaktivitet [1].
Tidlig i patogenesen av T2D vil insulinfølsomheten i lever, muskel- og fettvev ofte være nedsatt, altså økt insulinresistens. Det gir økt glukoseproduksjon i leveren og nedsatt glukoseopptak i målcellene, som øker nivået av glukose i plasma. Kroppen klarer å
kompensere for dette initialt ved å øke sekresjonen av insulin fra bukspyttkjertelen, men etter en tid vil kapasiteten overskrides og nivået av glukose i blodet forblir kronisk forhøyet.
Betacellene vil etter en tid dessuten ta skade av den høye glukosekonsentrasjonen og ikke lenger produsere tilstrekkelig mengde insulin.
Figur 1: T2D – patogenetiske elementer [1]
Diagnosen stilles når minst to målinger viser langtidsblodsukker HbA1c > 48 mmol/mol (6,5
%) [3, 4].
T2D er en vanlig sykdom, med en prevalens som har økt kraftig globalt sett [5]. Ifølge WHO steg antall personer med diabetes fra 108 millioner til 422 millioner fra 1980-2014 [6]. I Norge i dag er anslått forekomst av type 1 og type 2 diabetes cirka 245 000 personer (4,7 % av befolkningen). Av disse rammes størst andel av T2D, cirka 216 000, og antall pasienter med type 1 diabetes (T1D) er cirka 28 000. Det er også en betydelig andel personer med uoppdaget T2D, men denne andelen er vanskelig å estimere [7]. Nye tall fra 2018 viser at insidensen av T2D har gått ned i Norge de siste årene, fra 16 000 nye tilfeller per år i 2009 til 11 000 nye tilfeller i 2014. Denne nedgangen ser vi både i ulike aldersgrupper, i grupper med ulik sosioøkonomisk status og i grupper med ulik etnisk bakgrunn. På tross av dette er
prevalensen økende, trolig på grunn av tidligere diagnostikk og lenger forventet levetid. I aldersgruppen 30-89 år var prevalensen av T2D 6,1 % i 2014 [8].
11
T2D utvikles gradvis over tid og er ofte asymptomatisk tidlig i forløpet. Den oppdages oftest tilfeldig, men til tross for det viser undersøkelser at mange pasienter allerede har utviklet mikrovaskulære senkomplikasjoner eller manifest aterosklerotisk sykdom. Når diagnosen stilles hos pasienter med symptomer, er de vanligste hyppig vannlatning, tørste, vekttap, redusert allmenntilstand og slapphet. Kronisk hyperglykemi over lenger tid kan gi utvikling av diabetiske senkomplikasjoner med skade på store og små blodårer (makrovaskulær og mikrovaskulær sykdom). Patofysiologien bak dette er kompleks og ikke fullstendig klarlagt.
Det antas at hyperglykemi gir glykering av plasma- og vevsproteiner (avanserte glykerte endeprodukter, AGE) og dannelsen av «reactive oxygen species» (ROS) som bidrar til vevsskaden. Andre bidragende faktorer er blant annet genetisk disposisjon og høyt blodtrykk [9].
Mikrovaskulære komplikasjoner forårsakes av et forhøyet nivå av glukose i blodet over tid.
God blodsukkerkontroll ved T2D er derfor viktig og har vist seg å redusere risikoen for senkomplikasjoner [10]. Øyne, nyrer og perifere nerver er spesielt utsatt ved skade på små blodårer og kan etter flere år med forhøyet blodsukker forårsake henholdsvis retinopati, nefropati og polynevropati. Tilstandene er viktig å oppdage tidlig og behandle om mulig. De kan gi alvorlige komplikasjoner som nedsatt syn og blindhet, nyresvikt og en rekke
nevrologiske plager som vannlatingsvansker, impotens, diaré, smerter og nedsatt følelse i ekstremiteter. Det kan igjen disponere for alvorlige kroniske sår [9].
T2D og høyt blodsukker over tid vil også påvirke større blodårer og forårsake
makrovaskulære komplikasjoner, som aterosklerose. Utviklingen av aterosklerose skjer tidligere ved diabetes enn hos personer som ikke har diabetes. Flere risikofaktorer er felles for T2D og aterosklerose, slik som abdominal fedme og lipidforstyrrelser, og dette bidrar til å øke risiko for kardiovaskulær sykdom, som angina pectoris, hjerteinfarkt, TIA, hjerneslag og claudicatio intermittens [11].
1.2 Vitamin D
Vitamin D er et fettløselig vitamin som tilføres kroppen gjennom soleksponering av huden, kosthold eller tilskudd av vitamin D. For de fleste mennesker er soleksponering den viktigste kilden fordi få matvarer inneholder vitaminet naturlig. Fra kost eller kosttilskudd får man vitamin D3 og det er også denne formen som dannes fra 7-dehydrokolesterol når huden utsettes for UVB-stråler fra sola. For at vitaminet skal bli aktivt må det gjennom to
hydroksyleringsprosesser. I lever omdannes vitamin D3 til 25(OH)D (calcidiol), som utgjør
12
det meste av sirkulerende vitamin D, og i nyrene omdannes det til aktivt vitamin D i form av 1,25(OH)2D3 (calsitriol). Den best kjente cellulære virkningsmekanismen til 1,25(OH)2D3 er å binde seg til den intracellulære vitamin D-reseptoren (VDR). Denne reseptoren fungerer som en transkripsjonsfaktor, og interfererer igjen med andre reseptorer. Slik kan vitamin D være med å påvirke genekspresjon [12].
Figur 2: Produksjon og metabolisme av vitamin D i kroppen [13].
Vitamin D har mange funksjoner i kroppen. Vitaminet er nødvendig for absorbsjon av kalsium fra tarmen, og er derfor viktig for å opprettholde et gunstig nivå av dette mineralet i blodet. Et optimalt nivå av kalsium i blodet gir økt benmineralisering og er viktig for
skjelettet. Lave nivåer av vitamin D er assosiert med nedsatt kalsiumabsorpsjon, nedsatt nivå av kalsium og kompensatorisk økt nivå av paratyreoideahormon (PTH), som igjen fører til økt benresorpsjon [14].
13
Vitamin D finnes i to former i plasma, 25(OH)D og 1,25(OH)2D3. Sistnevnte er biologisk aktiv, men det er 25(OH)D som brukes ved vurdering av vitamin D-mangel.
Referanseområdet for 25(OH)D er omdiskutert og varierer mellom ulike land og med ulike målemetoder. Det kan dessuten tenkes at man bør ha ulike referanseverdier for vitamin D avhengig av hva som er optimalt for skjelettet og hva som er optimalt for andre effekter av vitamin D [13]. Referanseverdier for vitamin D-nivå i serum angir s-25(OH)D på mellom 30- 50 nmol/l som vitamin D-mangel og internasjonalt anbefales nivåer over 50 nmol/l for å unngå alvorlige tilstander som rakitt og osteomalasi. Optimalt nivå anses å være mellom 75- 150 nmol. Konsentrasjoner på over 375 nmol/l regnes som toksiske [15].
En ny rapport fra Nasjonalt råd for ernæring har sett på behovet for nye tiltak for å øke nivået av vitamin D i befolkningen [16]. Her gir de også en oversikt over oppsummert kunnskap om vitamin D, vitamin D-status i ulike deler av befolkningen, kilder til vitamin D, berikning og kosttilskudd. De nordiske anbefalingene for vitamin D-inntak har økt fra 7,5 µg/dag til 10 µg/dag for alle yngre enn 75 år. For den eldre befolkningen over 75 år anbefales et inntak på 20 µg/dag, evt tilskudd av vitamin D, blant annet fordi produksjonen av vitamin D i huden reduseres med alder. Rapporten konkluderer med at vitamin D har betydning for
skjeletthelse, og at alvorlige mangeltilstander som rakitt hos barn og osteomalasi hos voksne kan forebygges og behandles med tilskudd av vitamin D. Kombinert tilskudd av vitamin D og kalsium har ved oppsummering av randomiserte studier og i metaanalyser vist seg å ha en forebyggende effekt på brudd hos eldre [17]. Flere studier er nødvendig for å si noe om tilskudd av høydose vitamin D alene kan forebygge brudd og om det kan ha effekt på andre kroniske sykdommer. Høyere doser av vitamin D til forebyggende behandling er derfor ikke anbefalt før effekt og trygghet er kartlagt bedre [16] [18].
14
Figur 3: Metabolisme av 25(OH)D til 1,25-dihydroxyvitamin D i ulike vev [14].
1.3 Vitamin D – sammenheng med diabetes?
Vitamin D er ikke bare viktig for kalsium- og fosfatmetabolisme og skjeletthelsen, men kan også ha effekter i en rekke andre vev. Et stort antall cellulære funksjoner reguleres av vitamin D, og VDR er uttrykt i nesten alle kroppens kjerneholdige celler. Mange celler har også enzymene som kreves for å konvertere den sirkulerende formen for vitamin D, 25(OH)D til den aktive formen 1,25(OH)2D3. Dette gir grunn til å tro at vitaminet er med på å påvirke mange prosesser i kroppen og at mangel på vitaminet kan gi opphav til sykdom i ulike organsystemer. Effekten av vitamin D på muskelstyrke, immunsystemet, hjerte- og
karsystemet, overvekt, kreftutvikling, mental helse og diabetes er blant områdene det forskes på [17].
Mye av forskningen som er gjort på sammenhengen mellom vitamin D og diabetes er observasjonsstudier. Dette gir opphav til hypoteser, men er ikke nok til å bevise en
15
årsakssammenheng. Det finnes flere hypoteser om hvilke mekanismer vitamin D er med å påvirke i utviklingen av T2D. Det er blant annet påvist VDR i betacellene i pankreas, noe som åpner muligheten for at vitaminet kan spille en rolle i insulinsyntese eller sekresjon [19].
Flere studier som er gjennomført for å undersøke en potensiell rolle for vitamin D i utvikling, forebygging og behandling av T2D har ikke vist en klar årsakssammenheng og ytterligere studier er derfor nødvendig [17, 20].
En randomisert studie gjennomført på New Zealand blant sør-asiatiske kvinner med T2D og økt insulinresistens viste at vitamin D supplement forbedret insulinsensitiviteten. Dette var forutsatt høy nok dose og at behandlingen foregikk over lang nok tid – signifikant forandring i insulinsensitiviteten ble observert først etter 6 måneders varighet. Studien indikerer at det kan være gunstig å øke anbefalte nivåer av 25(OH)D fra 50 til 80 nmol/l i visse populasjoner og at det kan være viktig å ha et høyt nok vitamin D-nivå [21].
1.4 Vitamin D – sammenheng med muskelstyrke og fysisk aktivitet?
Fysisk inaktivitet er en viktig risikofaktor for utvikling av T2D, selv uten vektøkning, og økning av fysisk aktivitet er viktig i forebygging av sykdommen. En kohortstudie
gjennomført blant svenske menn viste at dårlig kondisjon og lav muskelstyrke ved 18- årsalder, var assosiert med økt risiko for utvikling av T2D 25 år senere. Dette gjaldt også blant menn som opprettholdt normal BMI [2].
Flere observasjonsstudier viser en assosiasjon mellom lavt vitamin D-nivå og muskelsvakhet [17, 22]. Selv om VDR er påvist i skjelettmuskulatur, er det ingen klar sammenheng mellom vitamin D-tilskudd og bedret muskelstyrke i intervensjonsstudier [22, 23]. I en studie utført blant etniske minoriteter i Norge, forbedret ikke daglig tilskudd av vitamin D muskelstyrke testet ved hopping, gripestyrke og «reise seg fra stol»-test i en populasjon med lavt vitamin D-nivå [24].
Det finnes også randomiserte studier med positive resultater på muskelstyrke ved tilskudd av vitamin D, eksempelvis en randomisert kontrollert studie av postmenopausale kvinner med T2D viste forbedret isometrisk gripestyrke [25], samt en studie som viser positiv effekt på falltendens blant eldre som fikk vitamin D-tilskudd [26]. En studie gjennomført av Glerup et al i 2000 viste at alle muskelrelaterte parametere ble normalisert i en gruppe arabiske kvinner med alvorlig vitamin D-mangel etter 6 måneders behandling med høydose vitamin D [27].
16
Figur 4: Direkte og indirekte virkning av vitamin D på muskelvev [22].
En systematisk oversikt gjennomført av Girgis et al i 2014 har sett på sammenhengen mellom tilskudd av vitamin D og fysisk aktivitet [26]. Heller ikke her finner man en klar
sammenheng, men konkluderer med at vitamin D-mangel er vanlig blant unge idrettsutøvere, og at tilskudd av vitamin D kan ha en effekt på fysisk yteevne. Denne effekten er mindre tydelig blant personer som ikke er idrettsutøvere. Effekten av UV-stråling på fysisk aktivitet diskuteres også i samme systematiske oversikt. Eldre studier fra blant annet Tyskland i 1944 finner signifikante forskjeller i fysisk yteevne blant medisinstudenter etter 6 ukers behandling med UV-stråling, målt med ergometersykkel. Disse studiene er imidlertid gamle og stemmer ikke overens med de fleste nyere studier. Det finnes likevel noen unntak; en studie
gjennomført av Dhaliwal et al i februar 2018, fant en assosiasjon mellom tilskudd av vitamin D og økt fysisk aktivitet målt ved ganghastighet i en gruppe eldre afrikansk-amerikanske individer [28]. Bislev et al skriver i sin studie at vitamin D-tilskudd ser ut til å forverre muskelstyrke og fysisk aktivitet [29]. Andre nyere studier derimot finner ingen signifikante forskjeller i fysisk yteevne etter tilskudd av vitamin D i ulike grupper, blant annet blant postmenopausale kvinner [29] [30], idrettsutøvere [31, 32] og eldre [33].
1.5 Hensikt med oppgaven
17
Ovenstående litteraturgjennomgang viser at pasienter med T2D ofte har lavt nivå av vitamin D og at vitamin D kan påvirke muskelfunksjonen. Det er imidlertid uavklart om tilskudd av vitamin D har gunstig effekt på muskelfunksjon og aktivitet hos pasienter med diabetes. I denne oppgaven ønsker vi å undersøke effekten av intervensjon med vitamin D for
muskelstyrke og fysisk aktivitet hos T2D-pasienter. Oppgaven er skrevet med utgangspunkt i DIVINE-studien.
2 Metode
18
2.1 Etikk
Studien er en substudie av DIVINE-studien hvor effekten av vitamin D på muskelstyrke og fysisk aktivitetsnivå var prespesifiserte sekundære endepunkter. Bruk av dataene i
prosjektoppgave for medisinstudiet ble godkjent av Regional Etisk Komité for medisinsk og helsefaglig forskning (REK) Helse Sørøst i 2018. Studien er gjennomført i henhold til Helsinkideklarasjonen og GCP (Good Clinical Practice) [34, 35]. Studien er
forhåndsregistrert i US National Library of Medicine Clinical Trials registry og NCT nummeret er 00992797. Alle deltakerne ga skriftlig informert samtykke før studiestart.
2.2 Populasjon
Dataene vi benytter i denne oppgaven er hentet fra DIVINE-studien, som professor Kåre I.
Birkeland ledet. Divine er akronymet for studiens tittel: «Diabetes Intervensjonsstudie med Vitamin D til pasienter med sub-Indisk og Nordisk Etnisitet». Primærendepunktet var
effekten av vitamin D på insulinfølsomhet og insulinsekresjon. Pasientgruppen som var med i dette prosjektet, ble rekruttert fra Endokrinologisk poliklinikk på Aker sykehus (OUS), fra allmennpraksis, via plakater i sykehuslobbyer, på apotek og via annonser i lokalaviser. Dette skjedde i tidsperioden september 2009 til desember 2011. Av 191 screenede var det 62 deltagere som oppfylte inklusjonskriteriene for å være med i studien og ble randomisert til enten kontrollgruppen (n=29) eller vitamin D-gruppen (n=33).
Inklusjonskriteriene var:
• Person med T2D
• Alder over 18 år
• Nordisk eller sør-asiatisk etnisitet
• Moderat eller alvorlig vitamin D-mangel (s-25(OH)D < 50 nmol/l eller < 25 nmol/l)
• Normalt nivå av fritt s-kalsium < 1,35 mmol/l
• HbA1c < 11 %
• Ikke autoimmun diabetes eller kronisk inflammatorisk sykdom
• BMI < 45 kg/m2
• Ingen malignitet, nyrestein eller kardiovaskulær hendelse de siste 6 måneder
• GFR > 30 mL/min/1,73m2
• Blodtrykk < 160/100 mmHg
• Ikke gravide eller ammende kvinner
19
Flytskjema over rekrutteringsprosessen, samt oppfølging og deltagelse ved målinger
underveis, vises i figur 5. Antall deltagere som fullførte SenseWear Armband, International Physical Activity Questionnaires og gripestyrke vises under. Vi ser av tallene at antall
analyserte data er færre enn antall deltakere i hver av gruppene. Det var totalt 191 potensielle deltakere, av disse ble 62 randomisert til kontroll- eller vitamin D-gruppe. Det var 43
deltakere som fullførte SWA-registreringer, 57 som fullførte IPAQ spørreskjema og 54 deltakere fullførte gripestyrke-målinger. I analysene av SWA er både feil anvendelse,
manglende registrering og bruk av armbandet årsaker til redusert antall registeringer. Når det gjelder gripestyrke og IPAQ er manglende oppmøte årsak til redusert antall registreringer, samt enkelte ubesvarte spørsmål i spørreskjemaet.
Figur 5: Flytskjema.
2.3 Design og gjennomføring
20
DIVINE-studien ble gjennomført som en randomisert, dobbeltblindet, placebokontrollert intervensjonsstudie med høydose vitamin D. Før studien startet ble det brukt fire uker på å stabilisere deltakernes diabetesbehandling. Alle startet med kalsiumtilskudd 250 mg*2.
Fertile kvinner ble kontrollert for graviditet før og under studien, og det ble sørget for at kvinnene brukte trygg antikonsepsjon.
Randomiseringsprosessen ble gjennomført med MINIM (Minimization Program for Allocating Patients to Clinical Trials, Department and Clinical Epidemiology, The Royal London Hospital Medical College, London, U.K). Dette programmet gjorde at man fikk to sammenlignbare grupper med tanke på de prognostiske faktorene: konsentrasjon av s- 25(OH)D, HbA1c, BMI og etnisitet. Personer som ikke var involvert i selve
forskningsprosjektet tok seg av registreringen og utdeling av medikamenter til pasientene.
Deltakerne som ble randomisert til vitamin D-gruppen fikk 400 000 IU vitamin D3 per oralt i form av en løsning av 0,5 dL appelsinjuice og vitamin D3 200 000 IU/ampulle i væskeform, kjøpt fra Novartis Santé Familiale S.A.S. Løsningen var også tilsatt sitronessens for å skjule smaken og lukten av vitamin D. Kontrollgruppen fikk appelsinjuice med tilsatt sitronessens.
Gripestyrke målt i dominant hånd og vitamin D-nivå ble målt ved randomisering, 3 måneder og 6 måneder. Vitamin D ble også målt ved 4 uker. SWA-registering og IPAQ spørreskjema ble gjort ved randomisering og 6 måneder. Deltakere med s-25(OH)D < 100 nmol/l etter 4 uker fikk en ekstra dose på 200 000 IU vitamin D. Vitamin D eller placebo ble gitt under oppsyn for å sikre 100 % etterlevelse. Deltakerne ble oppfordret til ikke å gjøre endringer i sin livsstil under studien, deriblant treningsvaner og spisemønster. Det ble også gjort minst mulig endringer i deltakernes faste medisiner.
2.4 Laboriatoriemålinger
S-25(OH)D ble målt ved et radioimmunoassay kit (DiaSorin, Stillwater, MN). Serumprøver av 25(OH)D ved randomisering, 3 måneder og 6 måneder ble fryst og analysert samtidig ved slutten av studien, og prøvene fra hver pasient ble analysert samtidig for å redusere
variasjonen. Alle målingene ble foretatt på Hormonlaboratoriet, Oslo universitetssykehus, Aker.
2.5 SenseWear Armband
21
I oppgaven har vi sett på om det er forskjell mellom kontroll- og vitamin D-gruppen på nivået av fysisk aktivitet og muskelstyrke. For å kunne måle deltakernes fysiske aktivitet objektivt ble alle deltakerne utstyrt med SenseWear Armband (SWA) ved randomisering og ved avslutningen av studien. Hver sensor ble innstilt med deltakerens kjønn, alder, vekt, høyde, røyker/ikke-røyker og høyre eller venstre som dominant hånd.
Figur 6: SenseWear Armband (SWA).
Sensoren registrerer akselerasjon i to plan, ledningsevne i huden, hudtemperatur, lufttemperatur nær kroppen og varmeflux mellom huden og omgivelsene [36]. Disse
registreringene gir tall på energiforbruket til pasientene, intensiviteten og varigheten av fysisk aktivitet, antall skritt samt tid i søvn. I vår studie har vi bare inkludert pasienter som hadde målinger både i begynnelsen og ved avslutning av studien. Dette gjorde at vi måtte
ekskludere totalt 19 deltakere, 10 fra intervensjonsgruppen og 9 fra kontrollgruppen. I tillegg måtte vi ekskludere en kandidat på grunn av åpenbare feilmålinger (vibrasjon fra
pistolskyting interfererte med målingene).
MET (Metabolic Equivalent of Task) er et mål på fysisk aktivitet, hvorav 1 MET er definert som den mengden oksygen en person forbruker i en hvilesituasjon, det vil si 3,5 ml O2 per kg kroppsvekt*min. Dette er en måleenhet som blir mye brukt i kliniske studier for å estimere fysisk aktivitet. 3 MET vil eksempelvis si at man holder et aktivitetsnivå som gjør at en bruker tre ganger så mye energi som i hvile [37]. Vi standardiserte MET-innstillingene i SWA-programmet og satt disse grenseverdiene for fysisk aktivitet i våre beregninger:
• 0,0-1,5: Stillesitting
• 1,5-3,0: Lavt
• 3,0-6,0: Moderat
• > 6,0: Høyt
22
2.6 IPAQ – deltakernes subjektive rapportering av fysisk aktivitet
IPAQ, the International Physical Activity Questionnaires, er et spørreskjema som har som mål å kartlegge personers fysiske aktivitet i løpet av de 7 siste dagene (vedlegg 1). Arbeidet med å lage et standardisert verktøy for å måle fysisk aktivitet ble startet i Geneve i 1998, og etter omfattende utprøving og validitetstesting i 12 land i løpet av år 2000, var IPAQ blitt utarbeidet [38]. IPAQ har etter lansering blitt brukt i en rekke internasjonale studier.
IPAQ består av 7 spørsmål som kartlegger intensiteten av og tiden deltagerne har brukt på fysisk aktivitet i løpet av de siste 7 dagene. Deltakerne blir i skjemaet informert om å inkludere alle aktiviteter som arbeid, forflytting fra sted til sted, husarbeid, hagearbeid, fritidsaktiviteter og planlagt trening. Deltakerne skulle svare på hvor mange dager i løpet av den siste uken de har drevet med meget anstrengende aktivitet, moderat anstrengende aktivitet og gått sammenhengende i mer enn 10 minutter. I tillegg skal de estimere hvor mange timer og/eller minutter de i gjennomsnitt brukte på hver av disse aktivitetene. Til slutt skal de estimere hvor mange timer og/eller minutter de i gjennomsnitt brukte sittende hver dag, i løpet av den siste uken. Meget anstrengende aktivitet er i spørreskjemaet definert som fysisk aktivitet som får deg til å puste mye mer enn vanlig. Middels anstrengende er fysisk aktivitet som får deg til å puste litt mer enn vanlig. Deltakerne skulle kun rapportere aktivitet som hadde varighet mer enn 10 minutter.
2.7 Muskelkraft – måling av gripestyrke med dynamometer
23
Muskelkraften til deltakerne ble målt ved å teste gripestyrken i den dominante hånden målt med et dynamometer, JAMAR Hydraulic Hand Dynamometer. Dynamometeret oppgir gripestyrken i både kilogram og pund, vi brukte kilogram som målenhet. Deltakerne måtte sitte med skulder addusert og i nøytral posisjon. Albuen skulle være flektert til 90° vinkel og håndledd skulle være dorsiflektert mellom 0 og 30° og ulnardeviert mellom 0 og 15°.
Pasienten holdt dynamometeret i hånden, med beskjed om å klemme så hardt de kunne. Det ble gjort tre målinger på hver arm og det var den høyeste verdien på den dominante hånden som ble brukt i beregningene. Undersøkelsen ble gjennomført ved randomisering og ved avslutning av studien.
Figur 7 a) Dynanometer og b) Viser hvordan deltakerne utførte test av gripestyrke.
2.8 Statistikk
Vi har brukt Excel 2010 versjon 14.0.7214.5000 for å gjøre analyser av innsamlet materiale.
For å gjøre aktuelle analyser har vi sortert datasettene etter kontroll- eller vitamin D-gruppe, kjønn, etnisitet og s-25(OH)D-nivå. Videre har vi beregnet gjennomsnitt og standardavvik i ulike grupperinger. Signifikansnivå av resultatene har vi vurdert ut fra p-verdier produsert ved hjelp av t-tester. Resultatene har vi framstilt i tabeller og diagrammer i Excel.
Noen ID-nummer hadde ukomplette datasett. Dersom et ID-nummer hadde et ukomplett datasett i en av målemetodene, ble verdiene til dette ID-nummeret ekskludert fra den enkelte analysen, siden det er en eventuell endring i løpet av studien vi ville studere. Om IPAQ- dataene til et ID-nummer var mangelfulle, har likevel tallene fra SWA-registeringer til samme ID-nummer blitt analysert om disse var fullstendige.
24
3 Aktuell problemstilling
Problemstillingen vi ønsker å besvare i denne oppgaven er: Vil høydose vitamin D bedre muskelstyrken og grad av fysisk aktivitet hos pasienter med kjent T2D og vitamin D-mangel?
Er det forskjeller i respons mellom pasienter med nordisk og sør-asiatisk etnisitet?
25
4 Resultater
4.1 Målinger ved studiestart
I tabell 1 har vi sortert baselinepopulasjonen etter vitamin D- eller kontrollgruppe og tatt med enkelte karakteristikker som vi tenker er viktige for denne populasjonen. Vi ser at verdier ved studiestart er nokså like i begge grupper.
Karakteristikk Vitamin D (n=33) Kontroll (n=29)
Kvinner (antall) 15 10
Etnisitet (antall) Nordiske Sør-asiatiske
23 10
20 9
Vekt (kg) 92,8 ± 16,6 92,8 ± 18,5
BMI (kg/m2) 32,5 ± 5,1 31,1 ± 4,7
S-25(OH)D (nmol/l) 38,9 ± 10,8 38,0 ± 12,1
Diabetes varighet (år) 11,9 ± 6,6 7,9 ± 5,7
HbA1c(%) (mmol/mol) 7,9 ± 1,4 (62) 7,6 ± 1,3 (60)
Tabell 1: Baselinepopulasjonen sortert etter vitamin D- eller kontrollgruppe med gjennomsnittlige verdier og standardavvik.
I tabell 2 har vi sortert baselinepopulasjonen etter etnisitet og kjønn, samt gjort beregninger på populasjonen som helhet. Studien inkluderte 62 deltakere, 43 (69%) var nordiske og 19 (31%) var sør-asiatiske. Det var 37 menn og 25 kvinner med gjennomsnittsalder 56 ± 9,4 år og gjennomsnittlig BMI 31,8 ± 4,9 kg/m2. Gjennomsnittlig varighet av diabetes var 9,5 ± 6,5 år.
26
Karakteristikk Alle n=62
Nordiske n=43
Sør-asiatiske n=19 Menn
n=28
Kvinner n=15
Menn n=9
Kvinner n=10 Alder (år) 56,0 ± 9,4 58 ± 8,2 58 ± 8,3 53 ± 11,2 46 ± 4,7 Høyde (m) 1,68 ± 0,09 1,78 ± 0,06 1,66 ± 0,07 1,71 ± 0,04 1,57 ± 0,04 Vekt (kg) 92,8 ± 17,3 101,3 ± 15,4 97,5 ± 12,9 81,9 ± 4,1 71,5 ± 10,9 BMI (kg/m2) 31,8 ± 4,9 32,0 ± 4,2 35,6 ± 4,6 28,1 ± 2,1 29,2 ± 5,0 Varighet av
diabetes (år)
9,5 ± 6,5 9,4 ± 7,2 9,4 ± 6,0 11,0 ± 7,3 8,9 ± 3,3
HbA1c (%) 7,8 ± 1,3 7,5 ± 1,3 7,6 ± 1,4 8,5 ± 1,1 8,2 ± 1,2 HbA1c
(mmol/mol)
62,0 ± 14,8 58,0 ± 14,2 60,0 ± 15,4 70,0 ± 12,1 66,0 ± 13,4
SBT (mm Hg)
127,0 ± 15,1 133 ± 14 125 ± 13 126 ± 11 119 ± 19
DBT (mm Hg)
84,0 ± 9,1 87 ± 8 81 ± 7 82 ± 8 83 ± 12
Livvidde (cm) 109,2 ± 12,4 112,3 ± 11,2 115,5 ± 10 103,8 ± 6,2 96,3 ± 11,4 Vitamin D
(nmol/l)
38,3 ± 11,3 39,9 ± 9,1 41,0 ± 10,6 31,9 ± 12,9 34,4 ± 13,2
Tabell 2: Baselinepopulasjonen sortert etter etnisitet og kjønn med gjennomsnittlige verdier og tilhørende standardavvik.
Alle deltakerne i studien hadde s-25(OH)D < 50 nmol/l. Det var 9 deltakere som hadde s- 25(OH)D < 25 nmol/l. Nivåer av s-25(OH)D hos nordiske og sør-asiatiske deltakere er fremstilt i tabell 3 under. Vi finner en statistisk signifikant forskjell i gjennomsnittlig vitamin D-nivå mellom den nordiske og sør-asiatiske gruppen (p=0,03) og det er flere med alvorlig vitaminmangel (25(OH)D < 25nmol/l) i den sør-asiatiske gruppen (t=0,006).
Nordisk (n = 43) Sør-asiatisk (n=19) Gjennomsnitt vitamin D
(nmol/l)
40,3 ± 9,7 33,4 ± 13,2 P= 0,03
Antall med vitamin D < 25 (nmol/l)
4/43 5/19 T= 0,006
Tabell 3: Vitamin D-nivå i den nordiske og sør-asiatiske gruppen (p=0,03), samt antall deltakere med vitamin D-nivå <
25 nmol/l ved randomisering (t=0,006).
27
4.2 Utvikling av s-25(OH)D
Figur 8 viser utvikling av s-25(OH)D i kontroll- og vitamin D-gruppen fra screening og fram til 6 måneders kontroll. Nivået av vitamin D i kontrollgruppen er 38,0 ± 12,1 nmol/l ved studiestart og endrer seg ikke betydelig gjennom studien. I vitamin D-gruppen er nivået av s- 25(OH)D 38,9 ± 10,8 nmol/l ved studiestart og øker til 97,7 ± 18,7 etter 4 uker, 73,4 ± 13,4 etter 3 måneder og 53,7 ± 9,2 etter 6 måneder. Forskjellen i s-25(OH)D er 15,4 nmol/l mellom kontroll- og vitamin D-gruppen ved studiens slutt (p < 0,001).
Figur 8: Gjennomsnittsverdier med standardavvik for utvikling av s-25(OH)D i kontroll- og vitamin D-gruppen fra screening til studieavslutning etter 6 måneder (p<0,001 ved 6 måneder).
0 20 40 60 80 100 120 140
Screening
Randomisering
4 uker
3 mnd
6 mnd
s-25(OH)D nmol/L
Utvikling av s-25(OH)D
Kontroll Vitamin D
28
4.3 SenseWear Armband
Målingene fra SWA er fremstilt i tabell 4 og viser deltakernes fysiske aktivitet.
Måleparameter Kontroll Vitamin D P-verdi
Δstudie- avslutning Randomisering ΔStudie-
avslutning
Randomisering ΔStudie- avslutning Skritt
(antall/døgn)
6977 ± 4057 225 ± 3793 7671 ± 4409 -218 ± 2306
0,54
Fysisk aktivitet (min/døgn)
282,4 ± 130,2 -7,5 ± 86,8 258,5 ± 124,3 3,7 ± 96,2 0,79
Ligge ned (min/døgn)
511,5 ± 85,1 -43,9 ± 114,8 503,8 ± 179,1 -9,8 ± 130,0
0,62
Stillesitting (min/døgn)
1134,4 ± 129,2 -88,5 ± 233,2 1121,6 ± 174,1 -16,1 ± 188,1
0,87
Lavt (min/døgn) 206,4 ± 101,3 -20,7 ± 73,3 184,3 ± 79,7 5,9 ± 65,7 0,61 Moderat
(min/døgn)
76,0 ± 51,7 2,0 ± 49,4 73,2 ± 71,4 -2,3 ± 46,7
0,85
Høyt (min/døgn) 0,9 ± 1,2 11,0 ± 46,3 1,9 ± 3,6 0,0 ± 4,4 0,77
Tabell 4: SWA data for aktivitetsnivå ved start av studien og endring innen gruppen i løpet av studien (delta/Δ) i ulike aktivitetskategorier. Verdier er gjennomsnitt ± standardavvik, p-verdier er forskjell i Δ-verdier mellom gruppene.
Resultatene fra SWA er også fremstilt i figur 9 hvor vi ser på Δ-verdiene (fra
studieavslutning til studiestart) i de ulike aktivitetsnivåene. Grafene viser ingen signifikant økning i fysisk aktivitet i noen av gruppene (p = 0,54-0,87). I tilfellene hvor det har vært en større numerisk endring i fysisk aktivitet er det dessuten stor spredning innad i gruppene og de største numeriske endringene ser vi i kontrollgruppen.
29
Figur 9: Endring (Δ) i gjennomsnittlig aktivitetsnivå fra randomisering til studieavslutning med standardavvik.
Vi så nærmere på gjennomsnittlig antall skritt per døgn ved randomisering og ved
studieavslutning i begge gruppene. Da fant vi ingen signifikant endring i antall skritt mellom kontroll- eller vitamin D-gruppen verken ved randomisering (p=0,6) eller ved
studieavslutning (p=0,9).
-400 -300 -200 -100 0 100 200
Physical activity duration
Lying down Sedentary Light Moderate Vigorous
Tid i minutter per døgn
Aktivitet
Endring (Δ ) i aktivitetsnivå fra randomisering til studieavslutning
Kontroll Vitamin D
30
4.4 IPAQ
IPAQ spørreskjema gir et subjektivt mål på nivå av fysisk aktivitet, og ble også brukt for å kartlegge deltakernes aktivitetsnivå. De ulike aktivitetskategoriene (gange, lav, moderat, høyt) viser gjennomsnittlig antall MET-min/uke, som er et mål på antall minutter en deltaker har holdt et visst aktivitetsnivå. En 4 MET-aktivitet forbruker 4 ganger så mye energi som kroppen bruker ved hvile. Hvis en person gjør en 4 MET-aktivitet i totalt 30 minutter, gir dette 120 MET-minutter [39]. Tabell 5 fremstiller resultatene fra IPAQ spørreskjema ved randomisering og endringen (Δ) ved studieavslutning i kontroll- og vitamin D-gruppen.
Kontroll (MET-min/uke) Vitamin D (MET-min/uke) P-verdi Δstudieavslutning Randomisering Δstudieavslutning Randomisering Δstudieavslutning
Gange 1205 ± 1085 -144 ± 763 1032 ± 1284 2,2 ± 1494 0,65
Lav 420 ± 216 0 ± 162 360 ± 180 600 ± 2838 0,36
Moderat 621 ± 1004 -239 ± 1253 1145 ± 1390 -457 ± 1508 0,56
Høyt 699 ± 1291 -423 ± 1261 1212 ± 1924 -381 ± 2576 0,94
Tabell 5: Selvrapportert nivå av gjennomsnittlig fysisk aktivitet i minutter per uke med standardavvik i kontroll- og vitamin D-gruppen, målt ved spørreskjema (IPAQ). Δ = endring fra randomisering til studieavslutning.
Tallene fra IPAQ spørreskjema er også fremstilt i figur 10. Antall deltakere i hver kategori ble telt opp og grafene illustrerer antall deltakere som selv rapporterte aktivitet tilsvarende lavt, moderat eller høyt aktivitetsnivå ved studiens start og slutt. Tabell 5 viser at både kontroll- og vitamin D-gruppen rapporterer mindre moderat og høy aktivitet ved 6 måneder.
Kontrollgruppen rapporterer ingen forskjell i lavt aktivitetsnivå ved studiens slutt, men vitamin D-gruppen har et lavere fysisk aktivitetsnivå etter 6 måneder.
31
Figur 10: Fordeling av aktivitetsnivå (lavt, moderat, høyt) i kontroll- og vitamin D-gruppe ved randomisering og studieavslutning ved 6 måneder.
4.5 Sammenligning SenseWear Armband og IPAQ
I tabell 6 har vi sammenstilt dataene for objektiv og subjektiv registrering av fysisk aktivitet ved randomisering. Det ser ut til å være subjektiv underrapportering av lavt aktivitetsnivå sammenlignet med objektive registreringer med SWA. Tilsvarende er det en mye lavere registering av minutter med høyt aktivitetsnivå med SWA enn det som rapporteres på IPAQ spørreskjema.
Kontroll Vitamin D
Aktivitetsnivå SWA
(min/døgn) IPAQ
(MET-min/døgn) SWA
(min/døgn) IPAQ (MET-min/døgn) Lavt (stillesitting) 206,4 ± 101,3 60 ± 30,9 184,3 ± 79,7 51,4 ± 25,7
Moderat 76,0 ± 51,7 89 ± 143 73,2 ± 71,4 164 ± 199
Høyt 0,9 ± 1,2 100 ± 184 1,9 ± 3,6 173 ± 275
Tabell 6: Sammenligning av aktivitetsnivå målt med SWA og IPAQ spørreskjema ved randomisering.
7
10 9
12 13
6
10
6 8
14
7
10
Kontrollgruppe
studiestart Vitamin D-gruppe
studiestart Kontrollgruppe
studieavslutning Vitamin D-gruppe studieavslutning
Fordeling av aktivitetsnivå ved randomisering og studieavslutning
Lav Moderat Høy
32
4.6.1 Gripestyrke og utvikling over tid
Ved randomisering var gjennomsnittlig gripestyrke 39,9 ± 15,8 kg i kontrollgruppen og 37,5
± 14,0 kg i vitamin D-gruppen. Figur 11 viser utvikling av gripestyrke i begge grupper ved randomisering, etter 3 måneder og 6 måneder. Resultatene viser en liten endring over tid og ingen signifikant forskjell i gripestyrke mellom de to gruppene, med p-verdi 0,56 ved
randomisering og 0,57 ved studieavslutning. Vi undersøkte også endringen over tid i hver av gruppene ved hjelp av parret t-test og Δ-verdier. I kontroll- og vitamin D-gruppen var Δstudieavslutning henholdsvis 1,0 ± 6,8 kg (p=0,48) og 1,3 ± 9,7 kg (p=0,47).
Figur 11: Endring i gripestyrke (dominant hånd) ± standardavvik i kontroll- og vitamin D-gruppen fra randomisering (p=0,56), ved 3 måneder (p=0,45) og fram til 6 måneders kontroll (p=0,57).
0 10 20 30 40 50 60
Randomisering 3 mnd 6 mnd
Gripestyrke målt i kilogram
Gripestyrke
Kontroll Vitamin D
33
4.6.2 Gripestyrke og sammenheng med nivå av vitamin D
I baselinepopulasjonen var det 9 deltakere totalt som hadde vitamin D-nivå < 25 nmol/l, kun 5 av disse fullførte alle gripestyrke-registreringer. Gjennomsnittlig gripestyrke fordelt på nivå av 25(OH)D er gitt i tabell 7 og figur 12. Det var en numerisk, men ikke signifikant forskjell i gripestyrke (p=0,07). Det var flere ulikheter mellom disse to gruppene (for eksempel
forskjeller i kjønnsfordeling og etnisitet) som kan bidra til å forklare forskjellene i gripestyrke.
Vitamin D < 25 nmol/l (n=5)
Vitamin D > 25 nmol/l (n=49)
P-verdi
Gjennomsnittlig gripestyrke (kg) ± standardavvik
26,8 ± 8,7 39,7 ± 14,8 0,07
Antall kvinner/menn 3/2 21/28
Tabell 7: Sammenheng mellom vitamin D og gjennomsnittlig gripestyrke (kg) ± standardavvik.
Figur 12: Gjennomsnittlig gripestyrke ± standardavvik, sortert etter vitamin D-nivå (p=0,07).
0 10 20 30 40 50 60
Vitamin D-nivå
Gjennomsnittlig gripestyrke
Gjennomsnittlig gripestyrke, sortert etter vitamin D-nivå
Vitamin D < 25 nmol/L Vitamin D > 25 nmol/L
34
I figur 13 har vi plottet gripestyrke mot nivået av vitamin D ved randomisering og finner ingen sammenheng mellom hver enkelt deltakers vitamin D-nivå og gripestyrke.
Korrelasjonsanalyse på sammenhengen mellom gripestyrke og vitamin D viste ingen signifikant korrelasjon (r=0,005).
Figur 13: Sammenheng mellom gripestyrke og konsentrasjon av vitamin D i serum ved randomisering (r=0,005).
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 10 20 30 40 50 60
Gripestyrke i kg
Nivå av s-25(OH)D ved randomisering
Sammenheng mellom nivå av s-25(OH)D og gripestyrke
Nivå av s-25(OH)D i forhold til gripestyrke
35
4.6.3 Gripestyrke og sammenheng med etnisitet og nivå av vitamin D
Sammenheng mellom gripestyrke, etnisitet og vitamin D har vi fremstilt i tabell 8 og i figur 14. Statistisk sammenligning viser ingen forskjell i gripestyrke (innad i etnisitetsgruppene) mellom personer med vitamin D-nivå over og under 25 nmol/l (p=0,2 i den nordiske gruppen, p=0,4 i den sør-asiatiske gruppen). I gruppene med s-25(OH)D > 25 nmol/l var gripestyrken blant nordiske studiedeltakere 42,3 ± 15,1 kg og i den sør-asiatiske gruppen 30,8 ± 9,3 kg (p=0,02). Ingen tilsvarende signifikant forskjell finnes hos deltakergruppene med s-25(OH)D
< 25 nmol/l.
Figur 14: Gjennomsnittlig gripestyrke ± standardavvik ved studiestart, sortert etter etnisitet og nivå av vitamin D.
0 10 20 30 40 50 60 70
Nordisk Sør-Asiatisk Nordisk Sør-Asiatisk
Vitamin D <25 nmol/L Vitamin D > 25nmol/L
Gripestyrke (kg)
Gripestyrke ved studiestart, sortert etter vitamin D-nivå og etnisitet
Nordiske (n=40) Sør-asiatiske (n=14)
Vitamin D < 25
nmol/l (n=2)
Vitamin D > 25 nmol/l (n=38)
Vitamin D > 25 nmol/l (n=11)
Vitamin D < 25 nmol/l (n=3) Gjennomsnittlig
gripestyrke (kg) + standardavvik
29,0 ± 7,0 42,3 ± 15,1 30,8 ± 9,3 25,3 ± 9,4
P-verdi 0,02
Tabell 8: Gjennomsnittlig gripestyrke ± standardavvik ved studiestart, gruppert etter etnisitet og vitamin D-nivå under eller over 25 nmol/l. P=0,02 for sammenligning av gjennomsnittlig gripestyrke mellom nordiske og sør-asiatiske deltakere med s- 25(OH)D > 25 nmol/l.
36
4.6.4 Gripestyrke og sammenheng med etnisitet og kjønn
I figur 15 ser vi på forskjell i gjennomsnittlig gripestyrke mellom nordiske og sør-asiatiske kvinner og menn ved randomisering. Menn har en statistisk signifikant høyere
gjennomsnittlig gripestyrke enn kvinner i både den nordiske (p < 0,001) og sørasiatiske gruppen (p=0,04). Figuren viser også at den sør-asiatiske gruppen har noe lavere gripestyrke enn den nordiske, forskjellene er ikke statistisk signifikante (=0,12 for begge kjønn).
Figur 15: Gjennomsnittlig gripestyrke ± standardavvik blant nordiske og sør-asiatiske menn og kvinner ved
randomisering. Ved hjelp av uparret t-test har vi sammenlignet gripestyrke mellom nordiske og sør-asiatiske kvinner (p=0,12) og mellom nordiske og sør-asiatiske menn (p=0,12).
0 10 20 30 40 50 60 70
Kvinne (n=15) Menn (n=25) Kvinne (n=9) Menn (n=5) Nordiske (n=40) Sør-asiatisk (n=14)
Gjennomsnittlig gripestyrke (kg)
Gjennomsnittlig gripestyrke
37
5 Diskusjon
Resultatene i vår substudie av DIVINE viste ikke signifikant effekt av høydose 25(OH)D på muskelstyrke eller fysisk aktivitet til en gruppe pasienter med T2D og utilstrekkelig vitamin D-nivå ved studiestart. Dette samsvarer med resultatene i andre studier som også har
undersøkt effekt av vitamin D på muskelstyrke i ulike grupper: etniske minoriteter [24], eldre [33], barn [40], postmenopausale kvinner [41] og kvinner med vitamin D-mangel [29]. I observasjonsstudier har man sett en assosiasjon mellom lavt vitamin D-nivå og muskelstyrke, men ingen randomiserte kontrollerte studier har vist en sammenheng mellom vitamin D- tilskudd og bedret muskelstyrke [17]. Litteraturen anbefaler kun vitamin D-tilskudd til pasienter med alvorlig vitamin D-mangel (< 25 nmol/l), da disse individene har økt risiko for muskelpatologi som følge av lavt vitamin D-nivå og vil mest sannsynlig ha effekt av tilskudd [17, 42]. Glerup et al gjennomførte i 2000 en studie som viste at alle muskelrelaterte
parametere ble normalisert i en gruppe arabiske kvinner med alvorlig vitamin D-mangel etter 6 måneders behandling med høydose vitamin D [27].
Studien vår er en substudie av DIVINE, som var en dobbeltblindet randomisert kontrollert studie (RCT). RCT anses å være gullstandard for å besvare effektspørsmål i forskning, blant annet fordi man randomiserer deltakerne til to ulike grupper. Ved randomisering forsøker man å fordele alle faktorer som kan påvirke resultatet likt i de to gruppene, såkalt
konfunderende faktorer. Dobbeltblinding vil si at verken pasienten eller behandler vet hvem som får intervensjon eller placebo, og er viktig blant annet for å unngå utførelsesbias. En annen kjent bias ved RCT er seleksjonsbias, hvor spesielle grupper deltar/deltar ikke i studien eller unnlater å svare på spørsmål. Med tanke på at vi i denne substudien har sett på
muskelstyrke og fysisk aktivitet, kan man tenke seg at de minst fysisk aktive velger å ikke delta. Dette fordi tanken på at deres fysiske aktivitet skal måles kan virke skremmende.
Mange av deltakerne befant seg imidlertid i laveste aktivitetsnivå, det er derfor lite trolig at det har hatt stor betydning for resultatene i vår studie. Frafall i løpet av studiens varighet er også en viktig faktor å vurdere. Stort frafall kan gjøre at resultatene i de to gruppene har ulikt sammenligningsgrunnlag og dermed ulik validitet. I vår studie derimot var frafallet i vitamin D- og kontrollgruppen omtrent like stort og denne faktoren er dermed likt fordelt i gruppene.
Kan det likevel være en effekt av vitamin D på muskelstyrke eller fysisk aktivitet som vi ikke har oppdaget? Studiens varighet kan være en viktig faktor, og det kan tenkes at det tar lenger
38
tid enn 6 måneder for vitamin D å utøve en effekt og føre til forandring i for eksempel metabolisme i muskel- og fettvev. Andre studier som også har sett på effekt av vitamin D på muskelstyrke har heller ikke hatt lenger varighet enn 6 måneder, med unntak to studier. Den ene utført av Grimnes et al på postmenopausale kvinner med osteopeni/osteoporose, som hadde en varighet på ett år [41]. Heller ikke her fant man at vitamin D hadde en effekt på muskelstyrke målt ved gripestyrke og kneekstensjon. Studien inkluderte 297 deltakere, men omfattet kun postmenopausale kvinner med osteopeni/osteoporose. I en annen studie fra New Zealand hvor man undersøke effekt på insulinresistens blant sør-asiatiske kvinner, ble
insulinresistens først redusert etter 6 måneders behandling med høydose vitamin D [21].
En systematisk oversikt og metaanalyse utført av Beaudart et al fant at vitamin D-tilskudd hadde en liten positiv effekt på muskelstyrke, men at ytterligere studier er nødvendig for å fastslå klare behandlingsstrategier med hensyn til populasjon, dosering, administrasjonsmåte og varighet [43].
Nivået av s-25(OH)D falt gjennom studien i intervensjonsgruppen og det er en annen mulig feilkilde. Høye nok nivåer av vitamin D ble ikke opprettholdt i løpet av studien og det var en signifikant reduksjon i gjennomsnittlig s-25(OH)D fra 4 uker til 6 måneder i gruppen som fikk vitamin D-tilskudd [34]. Dette på tross av at deltakere med s-25(OH)D mindre enn 100 nmol/l ved 4 uker fikk en ekstra dose 200 000 IU vitamin D. I kontrollgruppen forandret ikke s-25(OH)D seg signifikant i løpet av de 6 månedene.
S-25(OH)D ved studiens slutt var fremdeles signifikant høyere enn vitamin D-nivået i kontrollgruppen, men som det diskuteres i DIVINE kan det ikke utelukkes at høye nivåer av vitamin D kan ha raskt innsettende effekter på betacellene i pankreas og insulinsensitivitet.
Disse effektene kan ha forsvunnet igjen før avslutning av studien og derfor ikke blitt fanget opp [34]. Det samme kan tenkes er tilfellet for vitamin D og effekt på muskelstyrke – et høyt nivå er muligens nødvendig for å fange opp eventuelle raskt innsettende effekter. Våre resultater viser derimot ingen bedret gripestyrke ved verken 3 måneder eller 6 måneders måling.
I vår substudie er deltakere med s-25(OH)D opp til 50 nmol/l inkludert, på tross av at det mest sannsynlig er personer med alvorlig vitamin D-mangel, det vil si s-25(OH) under 25 nmol/l, som har størst effekt av vitamin D-tilskudd [17]. Dette kan være en svakhet ved studien, og det kan tenkes at vi kunne ha sett en effekt av vitamin D om vi kun hadde
39
inkludert individer med alvorlig vitamin D-mangel. Alvorlig vitamin D-mangel er imidlertid ikke en hyppig tilstand og det kunne skapt utfordringer med tanke på rekruttering til studien.
I tabell 8 ser vi at personer med s-25(OH)D < 25 nmol/l har lavere gripestyrke enn personer med s-25(OH)D > 25 nmol/l, både i den nordiske og sør-asiatiske gruppen. Forskjellene er ikke store nok til at vi ser en signifikant forskjell ut fra p-verdi, trolig kan dette skyldes få personer i gruppen med alvorlig vitamin D-mangel. Vi finner en signifikant forskjell (p=0,02) i muskelstyrke mellom nordiske og sør-asiatiske deltakere med s-25(OH)D > 25 nmol/l, noe som viser at de nordiske deltakerne i vår populasjon hadde en gjennomsnittlig høyere gripestyrke.
Metodene som er brukt for å måle fysisk aktivitet er en styrke ved studien. Både objektive og subjektive data ble samlet inn, ved henholdsvis SWA og IPAQ spørreskjema. Dette er ikke bare en styrke med studien men gir oss også nyttig informasjon med tanke på eventuell over- eller underrapportering på de subjektive dataene. I andre studier ser man at deltakere ofte overrapporterer deres fysiske aktivitet ved bruk av spørreskjema [44]. Dette ser man blant annet i en rapport fra Folkehelseinstituttet fra ”Nasjonal kartlegging av fysisk aktivitet hos voksne og eldre (KAN-undersøkelsene)” [45]. I følge objektive målinger oppfylte 32 % av befolkningen krav til fysisk aktivitet i 2014-2015, men de subjektive målingene viste at hele 66 % oppfylte kravene til fysisk aktivitet, altså dobbelt så mange.
Det kan tenkes at en forutsetning for troverdige resultater av objektive målinger, er at cut-off verdiene tar hensyn til hvilken populasjon man undersøker. Eksempelvis ville det vært urimelig å ha samme cut-off verdier hvis man skal sammenligne aktivitetsnivå mellom ungdom og eldre. I vår oppgave ser vi på aktivitetsnivå hos deltakere med T2D, gjennomsnittlig alder 56 år og BMI 31,8 kg/m2. I en slik populasjon kan det tenkes at aktivitetsnivået er noe lavere enn i den generelle befolkningen, og cut-off verdier for
objektive målinger av fysisk aktivitet burde muligens vært justert for dette. Det ble ikke gjort i vår substudie og kan være en forklaring på forskjellene vi ser mellom objektivt og subjektivt aktivitetsnivå, se tabell 6.
Den objektive målingen av fysisk aktivitet ble gjort ved hjelp av SWA. Denne målemetoden er mye brukt i studier hvor man objektivt skal måle fysisk aktivitetsnivå [36, 46]. Målingene våre viser ingen signifikant forskjell i aktivitetsnivå mellom kontroll- og vitamin D-gruppen, se tabell 4. Her har vi imidlertid noen punkter som bør diskuteres.
40
Flere studier tar opp problemstilling som har sitt utgangspunkt i validitet rundt rapporter fra aktivitetsmonitoreringer [47, 48]. I en studie som skulle se på hvordan fysisk aktivitet estimert med SWA samsvarer med faktisk aktivitet registrert med kalometri, kommer det frem at SWA overestimerer fysisk aktivitet og underestimerer energien produsert i hvile [49].
Denne studien ble hovedsakelig gjort på personer med gjennomsnittlig BMI på 42 kg/m2. Det kan tyde på at diskrepansen mellom SWA-målinger og faktisk energiproduksjon blir større ved økende BMI, da vi i samme studie ser en mindre diskrepans i kontrollgruppen med gjennomsnittlig BMI 25,3 kg/m2. I vår studie var gjennomsnittlig BMI 31,8 kg/m2 og det kan tenkes at det også i vår substudie er en diskrepans mellom SWA-målinger og faktisk
aktivitetsnivå.
Da deltakerne skulle levere inn sitt armband etter fire døgns registrering, ble ikke alle
rapportene lagret før de ble skrevet ut. Dette medførte manglende registrering på deltakere og endte med eksklusjon fra denne analysen. Det var også flere av deltakerne som hadde brukt armband kortere eller lengre enn 4 døgn. Deltakerne som hadde brukt armband i kortere tid måtte vi ekskludere grunnet manglende registreringer, men de med mer enn 4 døgns
registrering reduserte vi antall døgnregistering på. På bakgrunn av dette fikk vi kun 43 analyserte datasett, noe som var mindre enn vi ønsket.
Vi kan diskutere ulike sider med varigheten av denne registreringen. Hadde man hatt en kortere registrering, for eksempel to døgn som ble gjort i KAN-studien kan det tenkes at man ville fått bedre etterlevelse, men man hadde fått en dårligere fremstilling av deltakernes gjennomsnittlige aktivitetsnivå. Hadde man hatt en lengre registreringsperiode, vil vi tro at det motsatte hadde skjedd – færre hadde fullført hele målingen, men hos disse hadde vi fått bedre kartlegging av aktivitetsnivå.
Over- eller underrapportering er en feilkilde ved spørreskjema. Personer kan i tillegg tolke spørsmålene forskjellig og synes det er vanskelig å svare korrekt. De sprikende svarene på IPAQ-skjemaene vi har gjennomgått, viser nettopp dette. Utfordringer for deltakerne kan være å kvantifisere siste ukens aktivitet i dager, og spesielt i timer/minutter. Vi tenker at et intervju/samtale mellom deltaker og forsker kunne vært en mer presis metode for å kartlegge subjektiv aktivitet. Forsker kunne stilt de samme spørsmålene, men deltakerne kunne da fått hjelp til å resonnere seg frem til et mer riktig svar. Et intervju ville vært en mer tidskrevende metode, og dette ville kanskje blitt et problem for studiens gjennomførelse. Det kan også
