Esercizio di resistenza nella sindrome di Barth

La sindrome di Barth (BTHS) è una malattia legata all'X caratterizzata da grave disfunzione mitocondriale, cardiomiopatia, debolezza muscolare scheletrica e intolleranza all'esercizio. Prove preliminari del nostro gruppo hanno dimostrato che una resistenza di 12 settimane (es. aerobico) il programma di allenamento fisico aumenta la tolleranza all'esercizio solo modestamente (~ 5%) nei partecipanti con BTHS senza alcun effetto sulla funzione cardiaca o muscolare scheletrica. Altre popolazioni, inclusa l'insufficienza cardiaca non-BTHS, sembrano ricevere un beneficio maggiore dall'allenamento con esercizi di resistenza (ad es. ~ 15-25% di aumento della tolleranza all'esercizio) rispetto a BTHS. L'effetto attenuato dell'allenamento di resistenza nel BTHS può essere dovuto alla patogenesi intrinseca del BTHS: disfunzione genetica mitocondriale nelle fibre muscolari di tipo I (ossidativo>capacità glicolitica). L'allenamento di resistenza tipicamente si traduce in un aumento della densità mitocondriale e della funzione enzimatica (principalmente nelle fibre muscolari di tipo I) in altre popolazioni; tuttavia, in BTHS, a causa della disfunzione mitocondriale ereditata dalla madre, l'allenamento di resistenza può comportare la generazione di mitocondri più compromessi, limitando così qualsiasi effetto benefico dell'allenamento di resistenza sulla tolleranza all'esercizio. Pertanto, può essere più vantaggioso mirare alle fibre muscolari di tipo II (capacità glicolitica>ossidativa) con l'esercizio fisico quando si tenta di aumentare la tolleranza all'esercizio in BTHS. In effetti, prove precedenti di insufficienza cardiaca non-BTHS hanno dimostrato che l'allenamento con esercizi di resistenza (RET) aumenta la tolleranza all'esercizio, la forza dei muscoli scheletrici e la funzione cardiaca e migliora la qualità della vita in questi individui. Attualmente non è noto se RET sia efficace nel migliorare queste variabili in quelli con BTHS ed è il fulcro di questa proposta. Stabilire la sicurezza e l'efficacia di RET in BTHS potrebbe portare a raccomandazioni cliniche di RET regolare invece o in combinazione con l'allenamento di resistenza per il trattamento standard delle persone con BTHS. Pertanto, l'obiettivo generale della proposta pilota/di fattibilità/prova di concetto è raccogliere dati preliminari sulla seguente ipotesi: RET supervisionata (3x/settimana, 45min, 12 settimane) con standardizzazione della dieta (che soddisfi almeno le raccomandazioni RDA minime per adolescenti/giovani adulti- 52-56 g di proteine/giorno) e l'integrazione proteica (proteine ​​del siero di latte isolate, 42 g/giorno, Unjury Medical Quality Protein, Reston, VA) miglioreranno la tolleranza all'esercizio, la funzione ventricolare sinistra, la forza muscolare e la qualità della vita , e sarà ritenuto sicuro negli adolescenti e nei giovani adulti con BTHS. Inoltre, i nostri dati preliminari suggeriscono che vi è un alterato metabolismo proteico e atrofia del muscolo scheletrico nel BTHS. Tipicamente, in altre popolazioni, la sintesi proteica di tutto il corpo e del muscolo scheletrico aumenta con la RET; tuttavia, questo non è chiaro in BTHS. Pertanto, come obiettivo secondario, esamineremo l'effetto della RET sul metabolismo proteico di tutto il corpo in BTHS. Miriamo ad affrontare queste ipotesi attraverso la funzione ventricolare sinistra, la forza muscolare scheletrica, la composizione corporea, la tolleranza all'esercizio e le misurazioni del metabolismo proteico di tutto il corpo al basale e dopo un programma RET supervisionato di 3 mesi in 3 partecipanti con BTHS (età 15-30 anni) . I programmi RET supervisionati saranno progettati in modo uniforme, ma individualizzati ed eseguiti presso una struttura di terapia fisica o di riabilitazione cardiaca vicino alla casa del partecipante. L'integrazione proteica (isolato di proteine ​​​​del siero di latte, 42 g / giorno) sarà ingerita dai partecipanti in concomitanza con il programma RET. Lo stato nutrizionale sarà valutato al basale, a metà allenamento (6 settimane) e post-allenamento attraverso i livelli plasmatici di pre-albumina e il profilo aminoacidico. La funzione ventricolare sinistra sarà esaminata mediante ecocardiografia 2-D, Doppler e Doppler tissutale, la forza muscolare scheletrica sarà misurata mediante dinamometria isotonica e isocinetica, la composizione corporea mediante assorbimetria a raggi X a doppia energia, la tolleranza all'esercizio sarà misurata mediante test da sforzo graduato e indiretto la calorimetria, il metabolismo proteico di tutto il corpo mediante la metodologia del tracciante isotopico stabile e la spettrometria di massa e la qualità della vita saranno misurate dal Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire. Ci aspettiamo di scoprire che RET è sicuro in BTHS e migliora efficacemente la funzione cardiaca, la forza e la massa dei muscoli scheletrici, la sintesi proteica di tutto il corpo e la qualità della vita. I dati preliminari di questa proposta saranno utilizzati in domande di sovvenzioni federali o di associazione più ampie che esaminano gli effetti metabolici cardiovascolari, muscoloscheletrici e proteici di RET in BTHS.