Effetti benefici dell'esercizio fisico e diete sane sul tessuto muscolare e adiposo

METODOLOGIA:

Questo studio sarà composto da 2 parti:

I - STUDIO TRASVERSALE Lo scopo di questa sezione è confrontare uomini con diversa composizione corporea, distribuzione del grasso e capacità di esercizio rispetto alla loro biogenesi mitocondriale muscolare, danno ossidativo e molecole regolatrici del flusso energetico, insieme alla loro infiammazione del tessuto adiposo, espressione di adipochine e potenziale termogenico.

Criterio di inclusione :

• sesso maschile
• età 25 - 50 anni
• BMI da 20 - 35 kg/mt2
• indicazione per la chirurgia di un'ernia inguinale

Criteri di esclusione:

• diabete mellito
• deficit neuromuscolari o neurologici cronici che precludono la normale attività fisica
• fumo pesante (> 5 sigarette al giorno)
• assunzione di alcol > 30 g/die
• malattie croniche come cancro, HIV-AIDS, condizioni renali, polmonari, cardiache o epatiche.

Prima dell'operazione e dopo aver firmato un consenso informato scritto, verrà eseguita la seguente valutazione:

1. Storia medica compresa l'assunzione di farmaci e l'esame fisico completo.
2. Richiamo dietetico dell'assunzione abituale e calcolo dell'ingestione di AGE.
3. Valutazione regolare dell'attività fisica utilizzando il questionario internazionale sull'attività fisica
4. Antropometrici (altezza, peso, circonferenza vita)
5. Prelievo di sangue a digiuno per determinazioni di routine (emoglobina, lipoproteine, creatinina, protrombina, TSH), concentrazioni di AGEs (LMC) acidi grassi liberi, adiponectina e 8-isoprostani.
6. Prelievo sierico a digiuno e post glucosio per le misurazioni del glucosio e dell'insulina e calcolo dell'Homeostasis Model Assessment (HOMA-IR) e dell'indice Matsuda per la determinazione della sensibilità periferica all'insulina.
7. Calorimetria indiretta a riposo e sotto sforzo per la stima del dispendio energetico a riposo, del quoziente respiratorio e del VO2 max.
8. Forza muscolare dell'impugnatura e del quadricipite
9. Dual X-Ray Energy Densitometry (DEXA) per la stima della composizione corporea
10. Scansione TC della regione addominale a livello L4 per la misurazione delle aree di grasso viscerale e sottocutaneo e la stima dell'infiltrazione di grasso epatico.
11. Analisi dell'intensità degli ultrasuoni nell'ecografia della coscia che indica l'infiltrazione del grasso muscolare. Dopo la valutazione iniziale, i soggetti saranno classificati come con o senza sindrome metabolica, secondo le linee guida internazionali, per un'ulteriore analisi dei dati.

Pochi giorni dopo, durante la procedura chirurgica, verrà prelevato un campione di tessuto muscolare (circa 200 mg di obliquo addominale interno) per la misurazione di:

1. Tipo di fibra
2. Espressione dell'acido ribonucleico messaggero (mRNA) di PGC-1-alfa, SIRT-1, UCP-3 e AMPK
3. Densità mitocondriale mediante misurazione dell'attività del mitDNA e del citocromo C
4. Danno ossidativo (8-oxodG, CML e RAGE).

Durante lo stesso intervento verranno prelevati anche 2 campioni di tessuto adiposo, uno sottocutaneo (in sede di incisione) e l'altro preperitoneale (in corrispondenza del sacco inguinale), per studi in vitro:

1. Espressione di UCP1 e marcatore infiammatorio (interleuchina 6, 1ß, CCL2) negli adipociti maturi
2. Profilo infiammatorio e potenziale adipogenico (espressione di lipoproteina lipasi, PPAR gamma e adiponectina) in preadipociti in coltura
3. Potenziale adipogenico e profilo di espressione infiammatoria delle cellule adipose LS14 esposte a mezzi condizionati da espianti di tessuto adiposo.

Una piccola parte di questi campioni di tessuto adiposo sarà posta in formaldeide, fissata e colorata con H.E per la stima istologica della dimensione cellulare degli adipociti.

II - STUDIO DI INTERVENTO Questa sezione intende dimostrare gli effetti di una dieta mediterranea a basso contenuto di AGE e/o esercizio fisico, sul profilo metabolico del muscolo scheletrico e sulle caratteristiche adipogeniche/infiammatorie degli adipociti.

Criterio di inclusione:

• Uomini e donne in sovrappeso o obesi
• Età 25 - 50 anni
• Interesse a perdere peso

Criteri di esclusione:

• fluttuazioni di peso (> 3 k negli ultimi 3 mesi)
• diabete mellito
• malattie croniche neuromuscolari o neurologiche
• fumo pesante (> 5 sigarette al giorno)
• assunzione di alcol > 30 g/die
• malattie croniche come cancro, HIV, condizioni renali, polmonari, cardiache o epatiche.

I soggetti saranno invitati a partecipare a una sperimentazione utilizzando una dieta mediterranea a basso contenuto di AGE e/o esercizio fisico per 3 mesi. Dopo aver firmato un consenso informato scritto, i soggetti saranno assegnati a uno di questi interventi, che saranno selezionati in modo casuale, e verrà eseguita la seguente valutazione, al basale e dopo 3 mesi di intervento:

1. Anamnesi medica e di assunzione di farmaci ed esame fisico completo.
2. Richiamo dietetico dell'assunzione abituale e calcolo dell'ingestione di AGE.
3. Questionario sull'attività fisica (IPAQ)
4. Antropometrici (altezza, peso, circonferenza vita)
5. Prelievo di sangue a digiuno per determinazioni di routine (emoglobina, lipoproteine, creatinina, protrombina e TSH), concentrazioni di AGEs (LMC), acidi grassi liberi, adiponectina, 8-isoprostani e siero per studi sul tessuto adiposo in vitro (vedi sotto).
6. Prelievo di sangue a digiuno e post glicemico per la misurazione della glicemia e dell'insulina e calcolo dell'HOMA-IR e dell'Indice Matsuda per la determinazione della sensibilità periferica all'insulina.
7. Dual X-Ray Energy Densitometry (DEXA) per la stima della composizione corporea
8. Scansione TC della regione addominale a livello L4 per la misurazione delle aree di grasso viscerale e sottocutaneo e stima dell'infiltrazione di grasso epatico
9. Calorimetria indiretta a riposo e sotto sforzo per la stima del dispendio energetico a riposo, del quoziente respiratorio e del VO2 max.
10. Forza muscolare dell'impugnatura e del quadricipite
11. Analisi dell'intensità degli ultrasuoni nella coscia che indica l'infiltrazione del grasso muscolare
12. Biopsia del muscolo quadricipite guidata da ultrasuoni per misurare la densità mitocondriale (mitDNA) e l'espressione di PGC-1