Sichelzelleneigenschaft und Bewegung, Auswirkung heißer Umgebung (TDex)

Einführung

Die Sichelzellenkrankheit ist eine Erbkrankheit, die durch abnormales Hämoglobin, Hämoglobin S oder Sichelhämoglobin genannt, in roten Blutkörperchen von Personen gekennzeichnet ist. Die homozygote Form (Hämoglobin SS) verursacht Sichelzellenanämie und ist die schwerste Art der Sichelzellenanämie. Die Hämoglobin-SC-Krankheit und die Hämoglobin-Sβ-Thalassämie sind zwei weitere häufige Formen der Sichelzellanämie. Träger des Sichelzellmerkmals sind Personen, die das Hämoglobin S von einem Elternteil und ein normales Hämoglobin A vom anderen geerbt haben (heterozygote AS). Diese Menschen sind im Allgemeinen gesund. Es werden jedoch immer mehr Fälle schwerwiegender Komplikationen gemeldet, insbesondere bei Anstrengungen und Aufenthalten in großer Höhe, wie hämorheologische und mikrozirkulatorische Störungen und Rhabdomyolyse. Bei Trägern von Sichelzellenmerkmalen (AS) wurde nach 45-minütigem Gehen bei einer Temperatur von 33 °C im Vergleich zu normalen Personen ein erhöhter Prozentsatz an Erythrozyten-Krankheit beobachtet. AS-Personen zeigten im Vergleich zu normalen AA-Personen auch eine Beeinträchtigung der Verformbarkeit der roten Blutkörperchen in Ruhe, am Ende und 24 Stunden nach maximaler Belastung, was die Anfälligkeit der roten Blutkörperchen dieser scheinbar gesunden Personen zeigt. Die Steifheit der roten Blutkörperchen zusammen mit der Blutviskosität nahm in der AS-Gruppe im Vergleich zur AA-Gruppe ebenfalls zu, als Folge steigt das Risiko von Gefäßunfällen. Bei Athleten und militärischen Kriegskämpfern wurde ein Trainingskollaps und ein plötzlicher Tod im Zusammenhang mit Sichelzellenanzeichen beobachtet. Viele Autoren haben über mehrere Fälle von plötzlichem Tod bei Personen mit AS während des Trainings berichtet, die genauen Ursachen sind jedoch nach wie vor sehr unzureichend verstanden.

Als Einschränkungen im Zusammenhang mit dem Training in tropischem Klima wurde eine Verringerung der Kraft und Volämie aufgrund von Dehydration und Umleitung des Blutvolumens in die Hautgebiete beobachtet. Es wurde auch über eine Beeinträchtigung des Kohlenhydratstoffwechsels berichtet.

Unsere Ziele in dieser Arbeit sind:

• Um die mikrovaskuläre Reaktion auf Bewegung in einer heißen Umgebung bei aktiven jungen Erwachsenen mit Sichelzellanzeichen zu charakterisieren,
• Um die biologischen Mechanismen hervorzuheben, die allen mikrovaskulären Antwortspezifitäten der Sichelzellmerkmalsträger zugrunde liegen,
• Beschreibung der vaskulären Folgen von postprandialen Stoffwechselstörungen, die durch Bewegung in heißer Umgebung induziert werden,
• Das Fasten und den postprandialen Glukosestoffwechsel in Ruhe, während und nach dem Training zu verstehen,
• Testen der Erholung in einer neutralen thermischen Umgebung (22 °C) als Mittel zur Normalisierung der Gefäßfunktion nach dem Training.

Versuchsprotokoll

Dreißig männliche Freiwillige (15 gesunde: AA und 15 Träger von Sichelzellenmerkmalen: AS), Nichtraucher, im Alter von 18 bis 30 Jahren, BMI zwischen 19 und 25 kg/m2, die seit mindestens 6 Monaten in der Karibik leben, werden in die Studie aufgenommen. Alle Probanden sind bei guter Gesundheit körperlich aktiv (≥ 3 Stunden/Woche) ohne Vorgeschichte eines Hitzschlags während des Trainings. Sie nehmen keine Medikamente ein und konsumieren nicht regelmäßig Alkohol.

Die Teilnehmer werden vier experimentellen Sitzungen unterzogen:

1. Eine Eingewöhnungssitzung beim Fasten in einer warmen Umgebung (33 °C), in der Ruheparameter wie reaktiver Hyperämieindex, Trommelfelltemperatur, Herzfrequenz, zerebrale und muskuläre Oxygenierung, Pulswellengeschwindigkeit und Elektrokardiogramm (EKG) gemessen werden. Dann wird ein Test der Belastungsintensität (VO2max) durchgeführt, gefolgt von einem ärztlichen Gespräch.

   Die anderen 3 Sitzungen werden frühmorgens nüchtern mit 45 Minuten Training auf dem Ergocycle durchgeführt. Die Übung umfasst 15 Minuten Aufwärmen, dann werden die Teilnehmer gebeten, 6 Sekunden lang so schnell wie möglich in die Pedale zu treten. Der Test von 6 Sekunden wird zweimal oder öfter mit Erholung jedes Mal wiederholt. Während des Trainings wird die Flüssigkeitszufuhr kontrolliert (2,5 ml Wasser / kg alle 15 Minuten), der Sauerstoffverbrauch wird gemessen; und mikrovaskuläre Funktion und Blutproben, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Experiments in jeder Sitzung entnommen wurden (T0, T60, T75, T90, T120). Das Design dieser Studie ist eine Crossover-Studie, die in 3 Sitzungen unterteilt ist, die in randomisierter Reihenfolge präsentiert werden:

2. Übung in heißer Umgebung (33 °C) mit Erholung in der gleichen Umgebung.
3. Belastung und Erholung in kontrollierter (thermoneutraler) Umgebung (22 °C)
4. Übung durchgeführt in einer heißen Umgebung (33 °C) mit Erholung in einer thermoneutralen Umgebung (22 °C).

Am Ende jeder Sitzung erhält jeder Teilnehmer eine standardisierte Mahlzeit.

Diese Studie wird in Übereinstimmung mit den Richtlinien durchgeführt, die in der Deklaration von Helsinki entwickelt wurden, und alle Verfahren wurden vom Komitee für den Schutz von Personen Ost-III genehmigt. Von allen Teilnehmern wird eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt.

Biochemische Verfahren

Blutproben werden für hämorheologische Tests verwendet (Viskosität des Blutes, Steifheit, Aggregatfähigkeit und Sichelbildung der roten Blutkörperchen usw.). Die Dosierung von Kreatinkinase (CK-MM, MB), Myoglobin und Troponin wird durchgeführt, um den Grad der Rhabdomyolyse und die zu beurteilen Integrität des Herzens.

Glykämie und Laktatämie werden mit Streifen bestimmt. Cortisol-, Insulin-, Adrenalin-, Glucagon- und Laktatdehydrogenase (LDH)-Assays werden mit geeigneten Kits durchgeführt.

Das Plasma-Entzündungsprofil wird durch Messen von Markern wie Myeloperoxidase (MPO), Malondialdehyd (MDA), fortgeschrittenen Oxidationsproteinprodukten (AOPP), Nitrotyrosin und Endothelin-1 unter Verwendung geeigneter Kits bestimmt.

Adhäsionsmoleküle wie VCAM-1, ICAM-1 und P-Selectin werden mit einem ELISA-Kit von Diaclone oder Eurobio gemessen.

Der oxidative Stress auf rote Blutkörperchen wird durch Messen des Glutathionverhältnisses GSSH/GSSG, Superoxiddismutase (SOD), Katalase und Glutathionperoxidase (GPx) bewertet.

Statistische Analyse Die Daten werden als Mittelwerte mit ihren Standardfehlern ausgedrückt. Statistische Analysen werden mit SPSS für MAC durchgeführt und p < 0,05 wird als statistisch signifikant angesehen.

Alle Daten werden unter Verwendung von ANOVA mit wiederholten Messungen analysiert, gefolgt von Post-hoc-Vergleichen mit dem gepaarten t-Test nach Student. Die Tests von Kolmogorov-Smirnov, Newman Keuls und Duncan werden gegebenenfalls angewendet.

Erwartete Ergebnisse

• Besseres Verständnis der physiopathologischen Mechanismen, die bei gesunden Sichelzellträgern zu schweren vaskulären Ereignissen nach körperlicher Anstrengung in tropischem Klima führen.
• Eröffnung von Tracks zur Identifizierung von Bewegungsprogrammen und Ernährungsinterventionen, die an Sichelzellenpatienten in heißer Umgebung angepasst sind.
• Verständnis der Mechanismen, die zu Störungen des Glukosestoffwechsels unter tropischem Klima bei AA- und AS-Probanden führen.