Livelli proteici della matrice oligomerica della cartilagine sierica dopo 12 settimane di diversi esercizi

Progetto

È stato progettato uno studio di controllo randomizzato prospettico a gruppi paralleli. Il comitato etico della Mustafa Kemal University (MKU) ha approvato lo studio (B.30.2.MKU.0.01.01.00/255). L'esatta natura dello studio è stata spiegata ai partecipanti ed è stato chiesto loro di firmare un consenso scritto. I test sono stati effettuati presso il Middle East Technical University Medical Center, Ankara, in Turchia, tra gennaio e giugno 2008. Le variabili indipendenti erano i gruppi (n=4) e il tempo (n=2). La variabile dipendente era costituita dai livelli di proteina della matrice oligomerica della cartilagine sierica (COMP) misurati in tre fasi dell'esercizio: prima (recupero), immediatamente dopo (affaticamento) e 30 minuti dopo l'esercizio (rigenerazione). I partecipanti sono stati sottoposti ai seguenti test prima e alla fine del periodo di intervento: indice di massa corporea (BMI), forza isocinetica dei muscoli delle gambe, consumo massimo di ossigeno (VO2max) e livelli sierici di COMP.

Partecipanti

115 candidati si sono offerti volontari per prendere parte a questo studio. Lo screening di ammissibilità è stato eseguito in base ai criteri di inclusione. Su 104 candidati ammissibili, 48 studenti universitari maschi sani e sedentari di età compresa tra 18 e 25 anni (Mage = 21,8 ± 1,9) sono stati selezionati da un semplice disegno. Tuttavia, studio completato con 44 partecipanti, a causa di 4 abbandoni. I partecipanti sono stati assegnati in modo casuale in rapporto 1:1:1:1 a gruppi paralleli, tre gruppi di esercizi (nuoto, ciclismo e corsa) e un controllo. Per avere un'assegnazione casuale, ogni partecipante ha ricevuto un numero sconosciuto ai ricercatori che è stato scritto su un pezzo di carta e poi estratto da una scatola che ha permesso di assegnare individui ai gruppi di controllo e di esercizio. I campioni di sangue al basale sono stati conservati a -80°C e non sono stati analizzati durante l'assegnazione dei partecipanti. I criteri di esclusione, esaminati da un questionario, sono stati: artrosi, artrite reumatoide o altra malattia infiammatoria articolare, iniezione intra-articolare di steroidi, disallineamento delle ginocchia (varo/valgo) maggiore di 15° e frattura recente (entro sei mesi) dell'arto inferiore. Non sono stati inclusi atleti attivi e volontari con precedente esperienza sportiva. Durante il periodo di intervento, un partecipante è stato escluso dallo studio a causa di una malattia renale improvvisa e un altro ha deciso di ritirarsi da un'ulteriore partecipazione. Inoltre, due partecipanti sono stati esclusi dallo studio prima delle analisi biochimiche poiché un soggetto del gruppo di corsa non soddisfaceva il requisito minimo del 75% di partecipazione alla sessione di allenamento e un soggetto del gruppo di controllo non aveva completato i posttest. I dati descrittivi dei partecipanti sono presentati in.

Interventi

Dopo le prime misurazioni, i partecipanti sono stati assegnati in modo casuale ed equo ai gruppi di nuoto, corsa, ciclismo e controllo. Tutti i gruppi di esercizi hanno partecipato a sessioni di 40 minuti al giorno, tre giorni alla settimana, per un periodo di 12 settimane. Ogni sessione è iniziata con un riscaldamento di cinque minuti, è proseguita con una serie principale di esercizi di 30 minuti nella zona di frequenza cardiaca target individuale (60-70% della riserva di frequenza cardiaca) e si è conclusa con un periodo di defaticamento di cinque minuti. La zona di frequenza cardiaca individuale è stata determinata secondo le linee guida per il test da sforzo e la prescrizione dell'American College of Sport Medicines [1]. Esercizi di nuoto composti da esercizi di nuoto a gattoni e calci. Durante le serie principali, i partecipanti hanno eseguito il nuoto a gattoni nelle loro zone di frequenza cardiaca individuali determinate dalla formula di Karvonen [2]. I ciclisti si sono esercitati tra 60 e 80 ripetizioni al minuto (RPM) su un ergometro (Monark E 834, Varberg, Svezia), che è stato regolato per ogni individuo al fine di mantenere la zona di frequenza cardiaca target. I partecipanti al gruppo di corsa si sono esercitati su un tapis roulant con una pendenza dell'1,5%. La velocità del tapis roulant è stata determinata in base alla zona di frequenza cardiaca individuale. Durante le 12 settimane di allenamento, le riserve di frequenza cardiaca (HRR) si sono mantenute costanti (60-70%) mentre la velocità è aumentata in base alla progressione individuale. Agli individui del gruppo di controllo è stato chiesto di non partecipare ad alcun esercizio organizzato o strutturato durante le 12 settimane di intervento.

Misure fisiche e fisiologiche

L'indice di massa corporea è stato calcolato come il rapporto tra il peso corporeo e l'altezza al quadrato (Heyward & Stolarczyk 1996). Il VO2max è stato misurato con il protocollo Bruce standard (Bruce, Kusumi & Hosmer 1973) su un tapis roulant Jager LE 200 CE (Hochberg, Germania). Le misurazioni sono state eseguite con la linea di ergospirometria VIASYS Healthcare utilizzando il dispositivo MasterScreen CPX (Wuerzburg, Germania). I risultati sono stati presentati in ml/kg/min (millilitri di ossigeno per chilogrammo di peso corporeo al minuto). La forza isocinetica del quadricipite è stata registrata con il dinamometro Biodex System (Biodex Medical Inc, Shirley, NY). I partecipanti sono stati collocati in una posizione comoda che consentisse il movimento illimitato del ginocchio da 90 gradi di flessione all'estensione terminale su un ergometro da bicicletta e gli è stato chiesto di riscaldarsi per cinque minuti, a quel punto hanno allungato le estremità. Prima delle prove di prova, i partecipanti sono stati istruiti a compiere i loro massimi sforzi. Quindi sono state registrate cinque flessioni ed estensioni isocinetiche concentriche del ginocchio a 60°/sec con le loro gambe dominanti. Successivamente, è stato misurato il rapporto coppia di picco/peso corporeo (PT/BW).

Procedure di prelievo di sangue e test di immunoassorbimento enzimatico (ELISA).

Le procedure di prelievo del sangue sono state modificate da Mundermann et al. [3]. Ai partecipanti è stato chiesto di limitare la loro attività fisica 48 ore prima dell'esperimento. Il giorno dell'esperimento, i partecipanti hanno fatto colazione entro un'ora dal risveglio e l'esperimento è iniziato due o tre ore dopo la colazione. Inoltre, i partecipanti sono stati seduti su una sedia per 15 minuti immediatamente prima dell'esperimento. Campioni di sangue da cinque millilitri sono stati prelevati da un'infermiera di ricerca certificata dalla stessa vena antecubitale immediatamente prima, immediatamente dopo e 0,5 ore dopo un esercizio di camminata di 30 minuti. Durante l'esercizio di deambulazione del protocollo di test, i partecipanti hanno camminato a un ritmo di 5 km/h su un tapis roulant con inclinazione dell'1,5%. Dopo l'esercizio di deambulazione, i partecipanti si sono seduti su una sedia da ufficio per 30 minuti e gli è stato chiesto di riposare.

Le procedure di raccolta e conservazione dei campioni di sangue sono state descritte in precedenza [4]. I campioni di sangue venoso sono stati ottenuti dalla vena mediana cubitii. Dopo la coagulazione per 60 minuti a temperatura ambiente, i campioni sono stati centrifugati a 5000 rpm per 10 minuti. I campioni di siero sono stati conservati a -80°C fino all'analisi.

Le concentrazioni sieriche di COMP sono state analizzate con un test di immunoassorbimento enzimatico disponibile in commercio basato su due anticorpi monoclonali: COMP ELISA e AnaMar Medical (Svezia). L'analisi ELISA è stata eseguita in un istituto privato e le procedure di analisi sono state seguite secondo le linee guida del produttore. L'ordine dei campioni di sangue era misto e il biochimico non vedeva l'assegnazione dei campioni. Tutti i campioni di sangue sono stati analizzati simultaneamente per mantenere una specificità uniforme tra gli individui.

Procedure statistiche

Gli effetti degli interventi di 12 settimane sulla forma fisica generale e sulle concentrazioni sieriche di COMP a pre-test e post-test sono stati analizzati utilizzando 4x2 (gruppi e tempo) misure ripetute miste ANOVA per ciascuna variabile. I test t per campioni accoppiati sono stati utilizzati per confrontare le concentrazioni sieriche di COMP durante il riposo, l'affaticamento e gli stati di recupero. Al fine di ridurre la probabilità di commettere errori di tipo 1, è stato eseguito un metodo di confronti multipli mediante aggiustamento dell'intervallo di confidenza di Bonferroni.

Il calcolo della dimensione del campione è stato eseguito per eliminare l'errore di tipo II. La dimensione del campione è stata calcolata utilizzando G*Power 3.1.3 (Heinrich-Heine-University) software [5]. Il livello di significatività è stato fissato a 0,05 ed è stata utilizzata una dimensione dell'effetto media (0,25) con calcolo bilaterale. La dimensione dell'effetto contiene l'entità della differenza tra i gruppi ei valori di 0,25, indica l'effetto medio del trattamento [6]. In base a queste ipotesi, per ottenere una potenza di 0,80 era necessaria una dimensione del campione di 36 partecipanti. In via cautelativa, sono stati reclutati 48 soggetti poiché ci aspettavamo un tasso di abbandono del 20% a causa della natura impegnativa del programma di intervento e della nostra precedente esperienza.