Rasgo de células falciformes y ejercicio, efecto del ambiente cálido (TDex)

Introducción

La enfermedad de células falciformes es un trastorno hereditario caracterizado por una hemoglobina anormal llamada hemoglobina S o hemoglobina falciforme en los glóbulos rojos de los sujetos. La forma homocigota (hemoglobina SS) causa anemia de células falciformes y es el tipo más grave de enfermedad de células falciformes. La enfermedad de hemoglobina SC y la talasemia de hemoglobina Sβ son otras dos formas comunes de enfermedad de células falciformes. Los portadores del rasgo de células falciformes son personas que heredaron la hemoglobina S de uno de los padres y una hemoglobina A normal del otro (AS heterocigoto). Estas personas son generalmente sanas. Sin embargo, cada vez se reportan más casos de complicaciones graves, especialmente durante esfuerzos y estancias en altura, como alteraciones hemorreológicas y microcirculatorias, y rabdomiólisis. Se observó un mayor porcentaje de enfermedad de glóbulos rojos en los portadores del rasgo de células falciformes (AS) en comparación con los individuos normales después de 45 minutos de caminata a 33°C de temperatura. Los individuos AS también mostraron un deterioro en la deformabilidad de los glóbulos rojos en reposo, al final y 24 horas después del ejercicio máximo en comparación con los individuos AA normales, lo que demuestra la vulnerabilidad de los glóbulos rojos de estos sujetos aparentemente sanos. La rigidez de los glóbulos rojos junto con la viscosidad de la sangre también aumentó en el grupo AS en comparación con el grupo AA, como consecuencia aumenta el riesgo de accidentes vasculares. En atletas y combatientes militares, se ha observado un colapso por ejercicio y muerte súbita asociados con el rasgo de células falciformes. Muchos autores han informado varios casos de muerte súbita en personas con SA durante el ejercicio, sin embargo, las causas exactas siguen siendo muy poco conocidas.

Como limitaciones relacionadas al ejercicio en clima tropical, se observó reducción de la potencia y volemia debido a la deshidratación, desviación del volumen sanguíneo para los territorios cutáneos. También se informó un deterioro del metabolismo de los carbohidratos.

Nuestros objetivos en este trabajo son:

• Caracterizar la respuesta microvascular al ejercicio en un ambiente cálido en adultos jóvenes activos con rasgo de células falciformes,
• Para resaltar los mecanismos biológicos subyacentes a cualquier especificidad de respuesta microvascular de los portadores del rasgo de células falciformes,
• Describir las consecuencias vasculares de las alteraciones metabólicas posprandiales inducidas por el ejercicio en un ambiente caluroso.
• Comprender el metabolismo de la glucosa en ayunas y posprandial en reposo, durante y después del ejercicio.
• Probar la recuperación en un ambiente térmico neutro (22 °C) como medio para normalizar la función vascular post-ejercicio.

protocolo experimental

Treinta voluntarios varones (15 sanos: AA y 15 portadores del rasgo de células falciformes: AS) no fumadores, de 18 a 30 años de edad, con un IMC entre 19 y 25 kg/m2 que vivan en el Caribe durante al menos 6 meses se inscribirán en el estudio. Todos los sujetos gozarán de buena salud físicamente activos (≥ 3h/semana) sin antecedentes de golpe de calor durante el ejercicio. No están tomando ningún medicamento y no consumen alcohol regularmente.

Los participantes serán sometidos a cuatro sesiones experimentales:

1. Una sesión de familiarización en ayunas en un ambiente cálido (33 °C) en la que se medirán parámetros de reposo como índice de hiperemia reactiva, temperatura timpánica, frecuencia cardíaca, oxigenación cerebral y muscular, velocidad de onda del pulso y electrocardiograma (ECG). Luego se realizará una prueba de la intensidad del ejercicio (VO2max) seguida de una entrevista médica.

   Las otras 3 sesiones se realizarán a primera hora de la mañana en ayunas con 45 minutos de ejercicio en ergociclo. El ejercicio incluye 15 minutos de calentamiento, luego se les pedirá a los participantes que pedaleen lo más rápido posible durante 6 segundos. La prueba de 6 segundos se repetirá dos o más veces con recuperación cada vez. Durante el ejercicio se controlará la hidratación (2,5 ml agua/kg cada 15 minutos), se medirá el consumo de oxígeno; y función microvascular y muestras de sangre tomadas en diferentes momentos del experimento en cada sesión (T0, T60, T75, T90, T120). El diseño de este estudio es un ensayo cruzado dividido en 3 sesiones presentadas en orden aleatorio:

2. Ejercicio realizado en ambiente caluroso (33 °C) con recuperación en el mismo ambiente.
3. Ejercicio y recuperación realizados en un ambiente de control (termoneutro) (22 °C)
4. Ejercicio realizado en ambiente cálido (33 °C) con recuperación en ambiente termoneutro (22 °C).

Al final de cada sesión, se entregará una comida estandarizada a cada participante.

Este estudio se llevará a cabo de acuerdo con las directrices desarrolladas en la Declaración de Helsinki, y todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité para la Protección de las Personas Este-III. Se obtendrá el consentimiento informado por escrito de todos los participantes.

Procedimientos bioquímicos

Las muestras de sangre se utilizarán para pruebas hemorreológicas (viscosidad de la sangre, rigidez, agregabilidad y falcificación de glóbulos rojos, etc.) Se realizará la dosificación de creatina quinasa (CK-MM, MB), mioglobina y troponina para evaluar el grado de rabdomiolisis y el integridad de corazón.

La glucemia y lactatemia se determinarán mediante tiras. Los ensayos de cortisol, insulina, adrenalina, glucagón y lactato deshidrogenasa (LDH) se realizarán utilizando kits apropiados.

El perfil inflamatorio del plasma se determinará midiendo marcadores como mieloperoxidasa (MPO), malondialdehído (MDA), productos de proteínas de oxidación avanzada (AOPP), nitrotirosina y endotelina-1 utilizando kits apropiados.

Las moléculas de adhesión como VCAM-1, ICAM-1 y P-selectina se medirán utilizando el kit ELISA de Diaclone o Eurobio.

El estrés oxidativo en los glóbulos rojos se evaluará midiendo la proporción de glutatión GSSH/GSSG, superóxido dismutasa (SOD), catalasa y glutatión peroxidasa (GPx).

Análisis estadístico Los datos se expresarán como medias con sus errores estándar. Los análisis estadísticos se realizarán con SPSS para MAC y p < 0,05 considerado estadísticamente significativo.

Todos los datos se analizarán utilizando ANOVA de medidas repetidas seguido de comparaciones Post hoc con la prueba t de Student pareada. Se aplicarán las pruebas de Kolmogorov-Smirnov, Newman Keuls y Duncan según corresponda.

Resultados esperados

• Mejor comprensión de los mecanismos fisiopatológicos que conducen a eventos vasculares severos después del ejercicio físico en clima tropical en portadores sanos de células falciformes.
• Apertura de pistas para la identificación de programas de actividad física e intervenciones nutricionales adaptadas a pacientes con anemia falciforme en ambiente caluroso.
• Comprensión de los mecanismos que conducen a alteraciones del metabolismo de la glucosa en clima tropical en sujetos AA y AS.