Effetti dell'esercizio fisico sull'infiammazione sistemica e sulla riparazione muscolare secondo il fenotipo della broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO)

POPOLAZIONE STUDIATA: Pazienti con diagnosi di BPCO utilizzando i criteri stabiliti dall'ATS (American Thoracic Society) e dalla SEPAR (Società Spagnola di Pneumologia e Chirurgia Toracica) che presentano ostruzione delle vie aeree da moderata a grave (FEV1 <60%) e un impatto clinico della loro malattia . I pazienti devono essere in terapia stabile e appropriata e non devono aver subito esacerbazioni della malattia per un periodo di tre mesi prima dello studio e senza trattamento con corticosteroidi orali per almeno lo stesso periodo.

DIMENSIONE DEL CAMPIONE: 30 pazienti diagnosticati presso il Dipartimento di Pneumologia, Ospedale Virgen del Rocío de Sevilla, consenso informato.

Calcolo della dimensione del campione: Analizzando la dimensione dell'effetto a scapito di un miglioramento del lavoro raggiunto oltre 15 W nello stress test, e considerando una deviazione standard di questo parametro +/- 10 W, consentendo di rilevare differenze nelle variabili metaboliche muscolari, prendendo alcuni rischi alfa <0,05 e beta <0, 2 e calcolando una percentuale di perdite del 15%, i ricercatori stimano una dimensione del campione di 15 pazienti per ciascun gruppo (dimensione del PC).

CRITERI DI USCITA DALLO STUDIO:

• scompenso clinico del paziente
• Perdita di 3 o 5 sessioni consecutive del programma di allenamento interrotto.
• Su iniziativa del paziente

CARATTERISTICHE DEI GRUPPI E DISEGNO DI STUDIO:

Questo è un caso-controllo prospettico, con un doppio orientamento ex vivo e in vitro.

I pazienti differiscono in BPCO "enfisema dominante" (15 pazienti) o BPCO senza "enfisema predominante" (15 pazienti) raggiunti secondo criteri oggettivi per metodi quantitativi di una tomografia computerizzata ad alta risoluzione.

Lo studio seguirà le raccomandazioni della Dichiarazione di Helsinki sulla sperimentazione umana e sui livelli di sicurezza della protezione dei dati richiesti dalla legge 15/1999 del 13 dicembre. Lo studio è stato approvato dal comitato etico della nostra istituzione e otterrà il consenso informato delle persone reclutate.

PROGRAMMA DI FORMAZIONE DELL'ANNO:

Tutti i pazienti sono stati sottoposti a un programma di formazione da svolgersi per 12 settimane in sessioni di 60 minuti:

1. .- 20 minuti di cicloergometro con un livello di carico iniziale di circa il 70% del consumo di ossigeno di picco di base, aumentando il carico ogni due settimane come tollerato.
2. - Sollevamento pesi in 2 serie da 6 ripetizioni di 5 semplici esercizi. Queste si svolgono presso una postazione multigimnastyc (CLASSIC Fitness Center, KETTLER) e comprendono: o semplice flessione delle braccia (tira al cavo del torace “Chest pulls”): effetti sul gran dorsale, sui deltoidi e sui bicipiti. Seduti di fronte alla guida della torre, avvicinando la barra al petto e poi estendendo le braccia dopo essere tornati alla posizione di partenza.

o semplice estensione delle braccia ("Shoulder press"): Effetti sui deltoidi e tricipiti. Seduto in posizione eretta sulla panca e tenendo il peso all'altezza delle spalle, si allungheranno le braccia sopra la testa, tornando lentamente dopo aver piegato le braccia alla posizione di partenza.

o flessione ed estensione del braccio contro resistenza (Butterfly "Butterfly"): effetti sui muscoli pettorali e deltoidi. Sedendosi eretti sulla panca con avambracci e gomiti su una leva, si porta sulla linea mediana, cedendo lentamente il passo alla posizione di partenza.

o allungamento delle gambe ("Leg extension"): Effetti sui quadricipiti. Seduti sulla panca, l'estensione della gamba viene eseguita contro resistenza.

o squat ("Leg curl"): effetti sui bicipiti femorali e sui polpacci. Sdraiato prono sulla panca le gambe sono piegate contro il peso.

La resistenza verrà aumentata gradualmente dal 70% del peso massimo che è possibile sollevare il paziente in un'unica manovra (Test 1RM). Ogni due settimane il peso massimo viene rivalutato per regolare il carico di allenamento in ciascun paziente.

VARIABILI, CAMPIONAMENTO E MISURA:

Tutti i pazienti sono stati sottoposti al basale e dopo il programma di allenamento ai seguenti test.

• Elettrocardiogramma elementare analitico a 12 derivazioni
• Test spirometrico e broncodilatatore semplice: da tenere in un Datospir 92 al basale e dopo la somministrazione di 200 microgrammi di salbutamolo
• Gas nel sangue
• volumi polmonari statici (FRC, RV, TLC) mediante pletismografia.
• Studio della diffusione (DLCO) con la tecnica del respiro singolo (apparecchiature Masterlab).
• pressioni muscolari massime sia inspiratorie che espiratorie, utilizzando uno specifico manometro (Micro Medical, Rochester, USA) collegato ad un trasduttore di pressione ed un sistema di registrazione digitale.
• TC del torace (solo al basale): Phillips Tomoscan con workstation Easy Vision versione 4.2 che consente l'analisi densitometrica del parenchima polmonare. L'analisi quantitativa del grado di enfisema è stata eseguita utilizzando il software 3D MeVisPULMO (MeVis Research, Research Partner, Università di Brema, Germania). Si tratta di un prototipo di software che consente la diagnosi funzionale basata su immagini TC e in relazione ai compartimenti anatomici del polmone. Include la segmentazione automatizzata delle vie aeree, dei polmoni, dei lobi polmonari e dei segmenti di approccio sublobare. Questa caratteristica lo rende particolarmente utile per migliorare il processo diagnostico nelle malattie polmonari gravi. Il software di analisi fornisce una valutazione regionale MeVisPULMO consente parametri corretti misurati dal polmone CT, come: il volume totale, la densità media, l'indice di pixel o l'indice di bolle (7.22).

• Valutazione della forza muscolare:

  1. Il test massimo di una ripetizione (test 1 RM) misura la quantità massima di peso (in kg) che può essere sollevata in una singola manovra utilizzando una stazione multigimnastyc (Classic Fitness Center, Kettler, Postfach, USA). Può per ciascuno dei cinque esercizi degli arti superiori e inferiori che vengono sviluppati (pettorali, farfalla, pressa per le spalle, estensione delle gambe e riccioli delle gambe).

quadricipite isometrico massimale b.forza dominante. Ci sarà una sedia quadrupla appositamente preparata per questa procedura (HUR Labs, Sanro) e utilizzando un cavo dinamometro (Performance recorder). Ci saranno almeno 3 manovre di massima forza isometrica della durata da 5 a 10 sec. Sono validi esercizi che presentano una variabilità inferiore al 10%. Il valore più alto è preso come forza massima.

• Composizione corporea: compartimenti corporei stimati grasso, magro e acqua corporea in base alla potenza dell'impedenza bioelettrica (Bodystat 1500, Isola di Man, Regno Unito). Il BMI viene calcolato dividendo peso (Kg) per altezza (m2) massa magra, massa magra (FFM) e massa grassa (FM) misurata con la bioimpedenza (). Il rapporto dell'indice FFM (FFMi) è calcolato dalla FFM (kg) e dall'altezza (m2). La perdita di massa muscolare è definita come indice FFM <16 kg/m2 per gli uomini e <15 kg/m2 per le donne.

• Prova di esercizio:

  1. Máximal con cicloergometro e metodologia già nota (20), tra cui: determinazione, dai gas respiratori, del consumo di ossigeno, della produzione di carbonio e della soglia anaerobica indiretta, del pattern respiratorio (ventilazione minuto, volume corrente, frequenza respiratoria), monitoraggio elettrocardiografico e pulsossimetria durante esercizio con controllo della frequenza cardiaca, della pressione arteriosa e della scala di Borg della dispnea.
  2. Cicloergometro submassimale della resistenza al 70% del carico raggiunto nel test finale, con controllo del tempo della resistenza principalmente, distanza percorsa e controllo della saturazione (pulsossimetria) e della frequenza cardiaca raggiunti.
  3. Test della camminata di 6 minuti, secondo le linee guida standard dell'ATS.

• Valutazione della dispnea e della qualità della vita:

  1. Gli indici di dispnea e velocità di transizione misurano il deterioramento funzionale, l'entità del compito e l'entità dello sforzo (Test di Mahler).
  2. Valutazione della qualità della vita basata sul questionario specifico (CRDQ) proposto da Guyatt per i pazienti con BPCO e modificato per la tua comprensione nelle materie di lingua spagnola.
• Valutazione dei marcatori di infiammazione e catabolismo: eseguirà un conteggio dei globuli bianchi mediante citometria a flusso e misurerà i livelli di PCR nei campioni di sangue mediante PCR quantitativa in tempo reale. La rilevazione delle varie citochine, IL6, IL8, IL10, IL12, TNF alfa, IGF-1 e MIC-A e MIC-B circolanti viene effettuata mediante saggio di immunoassorbimento (ELISA) utilizzando kit specifici per ciascun marcatore.
• Biopsia del muscolo quadricipite: le biopsie sono state eseguite al centro della coscia, ottenendo campioni del vasto laterale del muscolo quadricipite. I campioni sono stati ottenuti in un ambiente ambulatoriale. Alcune delle biopsie sono state fissate in formalina e incluse in blocchi di paraffina e alcune saranno congelate con azoto liquido e conservate a -80°C per il successivo utilizzo in studi genetici e immunoistochimici.

Per l'analisi dell'espressione dei geni selezionati, procedere all'estrazione dell'RNA dai tessuti precedentemente congelati in azoto liquido. Questo sarà utilizzato Trizol Reagent (Invitrogen). Dall'RNA isolato è stata eseguita la trascrizione inversa utilizzando la trascrittasi inversa del kit Superscript II RNase (Invitrogen) e il cDNA risultante è stato utilizzato per eseguire la PCR quantitativa in tempo reale. La reazione PCR è stata condotta utilizzando fluorocromi come sonde SYBR Green o Taqman (Applied Biosystems). I seguenti saranno valutati in base ai loro geni nel trascrittoma muscolare:

• TNF-alfa ei suoi due recettori (TNFR-I e TNFR-II), le due isoforme muscolari IGF-1 (IGF-1EA e FGM) e il suo recettore specifico (IGF-1R).
• Geni legati alla biogenesi: Paired box gene 7 (Pax7), M-caderina e Myo-D.
• Marcatori-lesione da stress cellulare: isoforme adulte della catena pesante demiosina, sia embrionali (MyHC-emb) che perinatali (MyHC-peri).

Gli studi immunoistochimici sono stati eseguiti in precedenza su sezioni da 5 um di blocchi di tessuto di paraffina. Questi studi rileveranno marcatori come le catene pesanti della miosina (MyHC) I e II (per la tipizzazione e lo studio morfometrico fibrillare) N-CAM/CD 56 e Met (per la quantificazione delle cellule satellite nel tessuto muscolare) e desmin (per determinare l'origine muscolare ). Per il rilevamento utilizzando la tecnica standard di immunoperossidasi-biotina.avidine (DakoCytomation, Dako Denmark) con anticorpi specifici per ciascuno dei marcatori.

ANALISI STATISTICA:

Per il confronto delle variabili numeriche tra i gruppi sono stati utilizzati test non parametrici o parametrici, a seconda della loro distribuzione (analisi della varianza, test t di Student e Mann-Whitney). Per analizzare l'influenza dell'allenamento sulle variabili funzionali e morfometriche è stata condotta anche un'analisi della variazione percentuale [(post value - value pre / pre value) x 100]. Per esaminare la relazione tra diverse variabili utilizzando i coefficienti di correlazione di Pearson o Spearman, secondo la loro distribuzione. Ci sarà anche un'analisi multivariata, una regressione multipla. Essere considerato statisticamente significativo a p <0,05. La dispersione di un valore medio è espressa come media ± deviazione standard.