Chirurgia bariatrica e sperimentazione ossea da esercizio (BaSEIB)

L'obiettivo principale degli investigatori è determinare se un programma di intervento di allenamento-esercizio (ETI) su misura per migliorare la salute, la forza e l'equilibrio delle ossa, è efficace nel prevenire il rischio di frattura indotto dal bypass gastrico Roux-en-Y (RYGB). Per raggiungere questo obiettivo, i ricercatori eseguiranno uno studio clinico randomizzato (RCT) su pazienti obesi volontari (BMI> 35 Kg.m-2) sottoposti a RYGB che saranno seguiti per 13 mesi (Figura 1). I pazienti saranno reclutati, operati e riceveranno cure mediche di follow-up presso il Dipartimento di Chirurgia Generale del Centro Hospitalar de São João E.P.E (DSHSJ). Dopo essere stati eletti per RYGB e se i criteri di inclusione ed esclusione sono soddisfatti, i pazienti che decidono di aderire allo studio saranno assegnati in modo casuale a i) partecipare a un ETI della durata di 11 mesi su misura per migliorare la salute delle ossa e ridurre il rischio di caduta in aggiunta allo standard assistenza medica di follow-up (MFU) (gruppo ETI+MFU), o ii) riceveranno solo MFU (gruppo di controllo). Il reclutamento di pazienti da un solo istituto aumenterà la probabilità che tutti i pazienti ricevano le stesse cure chirurgiche e MFU, riducendo la distorsione correlata all'uso di diversi protocolli clinici. L'opzione di includere solo RYGB serve anche a ridurre il bias associato alla tecnica chirurgica. I partecipanti assegnati al gruppo ETI + MFU saranno sottoposti a un programma di allenamento fisico della durata di 11 mesi, 3 sessioni/settimana e 60 minuti/sessione, a partire da un mese dopo l'intervento. Ogni sessione di esercizi sarà supervisionata e includerà 5 componenti principali: i) riscaldamento, ii) salti multidirezionali, iii) equilibrio, iv) forza e v) defaticamento. Questa struttura è progettata per soddisfare due obiettivi principali: i) migliorare la formazione ossea e, ii) ridurre il rischio di caduta migliorando la forza muscolare, la forma cardiorespiratoria e l'equilibrio. L'ETI durerà quasi 1 anno perché è stato dimostrato che gli effetti della BS sul metabolismo osseo sono maggiori durante il primo anno postoperatorio (1). Poiché l'obiettivo principale dei ricercatori è comprendere, in una prospettiva ampia, i possibili benefici terapeutici che un ETI ha sulla salute ossea del paziente con BS e sul rischio di fratture, il piano è quello di indagare diverse variabili in questo studio (marcatori del turnover osseo, contenuto di minerali ossei (BMC) e densità (BMD), composizione corporea, indice di massa corporea (BMI), apporti nutrizionali, equilibrio statico, equilibrio dinamico, forza muscolare degli arti inferiori e del tronco, attività fisica quotidiana, fitness cardiorespiratorio, ormoni derivati ​​dalle ossa, ormoni coinvolti nel metabolismo del fosfato e del calcio, adipochine, ormoni gastrointestinali e del metabolismo energetico e ormoni gonadici). Questi consentiranno agli investigatori di comprendere in modo completo i cambiamenti metabolici successivi alla BS che potrebbero influire sulla salute delle ossa e in che modo l'esercizio può influenzare tali cambiamenti potenzialmente prevenendo l'aumento del rischio di fratture.

Ogni paziente verrà valutato 4 volte durante lo studio (Figura 1). Ogni test corrisponderà ai protocolli di monitoraggio già programmati dal DSHSJ per tutti i pazienti sottoposti a BS. La prima valutazione avverrà prima del BS, per raccogliere lo stato pre-chirurgico. La 2a, 3a e 4a valutazione avverranno rispettivamente nel 1o (prima dell'inizio del programma di allenamento all'esercizio per i pazienti assegnati al gruppo di intervento sull'esercizio), nel 6o e nel 12o mese dopo la chirurgia bariatrica. Le variabili analizzate in ciascun punto temporale rientrano in quattro categorie principali: i) surrogati della qualità ossea (BTM, BMD, proprietà biomeccaniche ossee); ii) antropometria (peso, altezza, composizione corporea, apporti nutrizionali; iii) rischio di caduta (equilibrio statico e dinamico, forza muscolare, fitness cardiorespiratorio, attività fisica quotidiana), iv) ormoni coinvolti nel metabolismo calcico, osseo e gastro-intestinale. L'analisi biochimica verrà eseguita su campioni di sangue raccolti durante le visite ospedaliere di follow-up. I marcatori biochimici del turnover osseo (BTM) riflettono il grado di rimodellamento osseo e l'equilibrio tra formazione e riassorbimento e sono quindi surrogati del rischio di frattura. Poiché la BS influenza profondamente la composizione corporea, la fisiologia gastrointestinale e di regolazione dell'energia e poiché il tessuto adiposo e gli ormoni associati all'intestino influenzano anche il metabolismo osseo, i ricercatori determineranno in che modo questi ormoni sono influenzati dal RYGB e dall'esercizio. Monitorando queste variabili, gli investigatori acquisiranno informazioni sui meccanismi eziologici associati alla perdita ossea indotta dalla BS e sugli effetti terapeutici dell'esercizio. La BS porta anche a una riduzione dell'assorbimento di calcio e vitamina D, che può provocare un aumento del riassorbimento osseo. Gli investigatori monitoreranno quindi anche le concentrazioni di vitamina D, ormone paratiroideo (PTH), calcio e fosforo per determinare come sono influenzate dall'ETI. Nonostante lo scarico meccanico dovuto alla perdita di peso possa contribuire alla perdita ossea in seguito a BS, non ci sono dati a supporto di questo meccanismo. Per indagare su questa relazione, i ricercatori monitoreranno anche la sclerostina sierica, una proteina rilasciata dagli osteociti in risposta allo scarico meccanico che regola negativamente la formazione ossea. Per determinare gli effetti della BS e dell'esercizio sul muscolo scheletrico e sulla massa del tessuto adiposo, i ricercatori misureranno la composizione corporea e il BMI in tutti i pazienti. Poiché uno degli obiettivi principali dei ricercatori è studiare gli effetti dell'ETI sul rischio di caduta, hanno anche in programma di determinare l'idoneità cardiorespiratoria e la forza muscolare in questi pazienti poiché è stato precedentemente dimostrato che queste variabili influenzano il rischio di caduta. L'attività fisica giornaliera e l'apporto nutrizionale saranno inoltre determinati rispettivamente dall'accelerometro e dal diario alimentare, al fine di controllare le variabili confondenti. Nonostante i numerosi avvertimenti associati alla determinazione della BMD da parte della DXA, i ricercatori hanno in programma di analizzare questa variabile, poiché fornirà dati che consentiranno loro di confrontare i loro risultati con i risultati di studi precedenti. Tuttavia, i ricercatori intendono integrare queste informazioni con la valutazione diretta delle proprietà biomeccaniche ossee, che fino a poco tempo fa era disponibile solo negli studi in vitro a causa della natura invasiva della procedura. La microindentazione ossea è una tecnica più recente che consente di misurare le proprietà meccaniche del tessuto osseo in ambito clinico, che riflette con maggiore precisione la resistenza ossea alla frattura (6). Uno dei principali risultati di questa ricerca è quello di indagare gli effetti della BS sul rischio di caduta, poiché non ci sono quasi dati su questo problema. Ciò sarà ottenuto mediante determinazione diretta dell'equilibrio statico e dinamico mediante l'utilizzo di una piattaforma di forza. Analizzando questo ampio insieme di parametri, i ricercatori intendono contribuire con una comprensione più approfondita degli effetti della BS sul metabolismo osseo e, cosa più importante, in che modo un programma di allenamento fisico, specificamente adattato per migliorare la salute e l'equilibrio delle ossa, può ridurre il rischio di fratture ossee in questi pazienti. Solo analizzando questo ampio numero di parametri gli investigatori saranno in grado di controllare le diverse variabili confondenti e ottenere una visione più approfondita degli effetti della BS e dell'esercizio sul metabolismo osseo di questi pazienti, contribuendo così con una strategia potentemente utile per la gestione dei disturbi scheletrici salute nei pazienti con BS.