Una prova per determinare gli effetti dell'esercizio nella malattia infiammatoria intestinale e nell'artrite reumatoide (ExMET-IBD)

Sfondo:

I benefici dell'esercizio sono abbondanti (1). Sono fisiche, psicologiche e sociali. L'esercizio mostra i suoi effetti su più sistemi attraverso molteplici meccanismi. Questi meccanismi sono spesso poco conosciuti. L'allenamento di resistenza a lungo termine porta molti benefici per la salute. È associato a un ridotto rischio di malattie infiammatorie di basso grado, a un migliore profilo metabolico nei pazienti con diabete di tipo 2 e alla prevenzione dell'osteoporosi (2, 3). I mezzi con cui l'allenamento di resistenza raggiunge questo obiettivo non sono completamente compresi. Uno studio su pazienti pediatrici con malattia infiammatoria intestinale ha rilevato che questa coorte di pazienti tollerava bene l'esercizio ad alta intensità (4). L'esercizio fisico regolare potrebbe aiutare a migliorare l'attività della malattia nella malattia infiammatoria intestinale mediante il rilascio di citochine antinfiammatorie dai miociti durante l'esercizio.

Si ritiene ora che il microbiota intestinale sia un collegamento chiave nell'espressione della malattia negli esseri umani (5). Precedenti studi hanno dimostrato che l'esercizio aerobico negli adolescenti obesi ha portato a particolari alterazioni del microbiota intestinale (6). Queste alterazioni sembrano essere correlate alla perdita di peso sperimentata. Questo può determinare la quantità di peso e grasso corporeo persi da questi adolescenti.

La resistenza persistente e l'esercizio aerobico portano anche a cambiamenti nei profili immunologici di base, in particolare le citochine (7).

I ricercatori mirano a esplorare la relazione tra le alterazioni del microbiota intestinale a seguito di un programma strutturato misto di esercizi cardio-respiratori e di allenamento della forza e la correlazione con i cambiamenti sul profilo delle citochine, la percentuale di grasso corporeo perso e l'attività della malattia.

Ipotesi:

1. Un programma strutturato di esercizi cardio-respiratori e di resistenza misti di 8 settimane determina cambiamenti specifici nel microbiota intestinale nelle popolazioni di malattie inattive.
2. Per gli individui inattivi, i cambiamenti nel microbiota intestinale dopo un programma di esercizi di 8 settimane sono associati a cambiamenti nel profilo immunologico.
3. Adeguandosi alla quantità di esercizio svolto, maggiori diminuzioni della percentuale di grasso corporeo sono associate alla presenza di particolari cambiamenti del microbiota intestinale dopo l'esercizio.
4. Il controllo della malattia, l'umore e gli stati d'ansia migliorati si verificano dopo un programma di esercizi di 8 settimane. Ciò è associato a cambiamenti nel microbiota intestinale e nei profili immunologici.

Disegno dello studio:

• Studio di controllo prospettico, randomizzato
• Interventistico

Dopo l'identificazione dei pazienti appropriati e il successivo reclutamento, sia i pazienti con IBD che quelli con AR saranno ugualmente randomizzati in 2 gruppi in un rapporto 1:1.

Il primo gruppo entrerà immediatamente in un programma di esercizi di 8 settimane e verrà misurato al punto temporale 0 - settimana 0 - e al punto temporale 1 - settimana 8. Il secondo gruppo entrerà in un programma di esercizi ritardati di 8 settimane avendo prima completato un periodo di 8 settimane mantenendo i loro livelli abituali di bassa attività fisica. Questi pazienti saranno misurati al punto temporale 0, al punto temporale 1 e al punto temporale 2.

Misura di prova:

Gli investigatori cercheranno di reclutare partecipanti nei seguenti gruppi

1. Malattie infiammatorie intestinali, colite ulcerosa e morbo di Crohn - 30 pazienti in totale
2. Artrite reumatoide - 30 pazienti

Processo di randomizzazione:

I soggetti verranno randomizzati in esercizi di 8 settimane o attività fisica abituale di 16 settimane + gruppi di esercizi in base alla loro selezione di buste opportunamente contrassegnate contenenti il ​​numero del gruppo a cui devono essere reclutati. I soggetti verranno reclutati su base 1:1 per uno studio di 8 settimane: studio di 16 settimane rispettivamente. La randomizzazione avverrà alla visita di screening iniziale e sarà testimoniata dal soggetto e da 2 investigatori.

Intervento:

Si cercherà di rispettare un programma di esercizi cardio-respiratori e di resistenza minimo standardizzato. Verrà fornito un programma di esercizi individualizzato tenendo presente la sicurezza. Questo programma sarà adatto ai principianti e si baserà su un piano di esercizi di base "da divano a 5 km" identico a quello utilizzato nel nostro precedente studio di ricerca, lo studio ExMET. Nella nostra esperienza, i partecipanti hanno apprezzato questo programma e sono progrediti bene, nonostante la loro inattività di base. I soggetti possono progredire oltre questo programma ma solo sotto la supervisione dell'istruttore di palestra o dei ricercatori. I pesi liberi non saranno inclusi nel programma di esercizi. Per gli esercizi di resistenza i soggetti dovranno inizialmente eseguire da 1 a 2 serie da 8 a 12 ripetizioni del 70% della loro 1 ripetizione max. Questo sarà aumentato a 3 serie da 8 a 12 ripetizioni. Sarà incoraggiato un adeguato riscaldamento per ridurre al minimo le lesioni. Gli istruttori di palestra saranno disponibili sul posto durante tutto il programma di esercizi per assistenza se le persone hanno domande riguardanti il ​​loro programma di esercizi, la registrazione delle attività su FITLINXX o macchinari da palestra.

• Tipo di esercizio: allenamento aerobico e di resistenza - Le opzioni includono camminata/corsa su tapis roulant, cyclette, cross trainer, macchina stepper per l'allenamento aerobico. Gli esercizi di resistenza comprenderanno 6-8 diversi esercizi basati sulla macchina incentrati sulla forza muscolare centrale e sui gruppi muscolari della parte superiore e inferiore del corpo, ad es. pressa per il petto, estensioni delle gambe.
• Intensità: intensità da moderata a vigorosa secondo la scala di sforzo percepito Borg.
• Durata: sessioni di aerobica da 18 a 20 minuti che inizialmente aumentano settimanalmente guidate dal lettino standard fino ai protocolli di 5 km.
• Frequenza: tre sessioni di allenamento a settimana.
• Durata: 8 settimane.

Metodologia:

Dopo il reclutamento, il completamento del processo di consenso informato e lo screening per i criteri di inclusione ed esclusione, ai pazienti verrà chiesto di partecipare a 2 o 3 visite di misurazione a seconda della randomizzazione. Queste visite si svolgeranno nell'edificio delle scienze cliniche dell'ospedale universitario di Cork. I dati demografici riservati saranno raccolti da ciascun soggetto, inclusi sesso, età, razza, peso e altezza del soggetto. Saranno ottenute informazioni riguardanti la storia medica e lo stato medico attuale del soggetto. Verranno compilati questionari convalidati sull'aderenza ai farmaci, ad esempio la scala di aderenza Morisky, l'attività fisica e lo stress auto-percepito: Beck Depression Inventory, Hospital Anxiety and Depression scale e questionari State/trait Anxiety Inventory, nonché questionari sulla qualità della vita, incluso l'SF-36 fuori.

La scansione dell'assorbimetria a raggi X Dual-Energy sarà condotta per misurare la composizione corporea, inclusa la percentuale di grasso corporeo.

I pazienti completeranno un sondaggio dietetico dettagliato, il Food Frequency Questionnaire, simile a quello svolto in un recente studio del nostro centro (8). L'attività della malattia dei pazienti sarà valutata attraverso l'esame clinico e la storia. Verranno registrati i punteggi dell'indice di attività della malattia, Harvey Bradshaw per il morbo di Crohn, Powell-Tuck per la colite ulcerosa e DAS-28-CRP per l'AR.

Dopo queste misurazioni e un adeguato riscaldamento, le persone si sottoporranno al test del cammino di un miglio Rockport per stabilire un livello di forma fisica di base e un VO2 massimo stimato. Questo test di fitness sub-massimale prevede che i partecipanti percorrano un miglio a passo sostenuto senza fermarsi. Sono cronometrati e alla fine della procedura viene misurata la frequenza cardiaca dell'individuo. È possibile calcolare un VO2 max stimato sulla base di precedenti studi convalidati (9). Questo test sarà condotto in condizioni ambientali coerenti e affidabili sulla pista indoor della Mardyke Arena.

Seguendo queste procedure e misurazioni, i soggetti acquisiranno familiarità con il programma di esercizi e le attrezzature all'interno dell'arena Mardyke. I soggetti parteciperanno a una sessione introduttiva di 90 minuti con un istruttore di palestra dedicato della Mardyke Arena. Durante queste sessioni gli istruttori dimostreranno l'uso sicuro e appropriato delle attrezzature, illustrando la tecnica corretta per gli esercizi di resistenza. Al fine di tenere traccia di tutte le sessioni di allenamento condotte durante i programmi di allenamento di 8 settimane, ai partecipanti verrà mostrato come registrare correttamente la propria attività individuale sul sistema di monitoraggio dell'attività FITLINXX, adiacente a ciascuna macchina nella Mardyke Arena. I soggetti avranno ampie opportunità di provare ed esercitarsi su queste macchine, oltre a essere misurati per il loro massimo di 1 ripetizione. valori richiesti per gli obiettivi individuali di potenziamento muscolare.

La conformità del programma di allenamento sarà monitorata esaminando i download settimanali delle attività di esercizio registrate di ciascun soggetto nell'arena Mardyke. Per quei soggetti che non mantengono i requisiti minimi di esercizio, il soggetto verrà contattato telefonicamente e facilitato per garantire che i progressi corrispondano allo standard minimo nella settimana successiva. Se ciò non viene raggiunto o il soggetto desidera ritirarsi dallo studio, non sarà più coinvolto nello studio.

Misure di risultato:

• Variazione del microbiota intestinale e del viroma - Il microbiota intestinale e il viroma saranno campionati da campioni fecali forniti dai soggetti. Questi verranno poi memorizzati prima di essere caratterizzati e quantificati. I profili degli acidi biliari (profili fecali, ematici e urinari) saranno analizzati all'inizio e alla fine dello studio per vedere potenziali cambiamenti con l'esercizio. Questo sarà eseguito nell'APC, University College Cork o Teagasc Moorepark, Fermoy.
• Livelli a riposo di marcatori immunologici (citochine come TNF alfa, IL-6) in punti temporali durante il programma.
• Variazione dei profili di glucosio e colesterolo in risposta all'esercizio.
• Prova del cambiamento nella forma fisica - VO2 max previsto tramite il test del cammino di 1 miglio (test Rockport).
• Variazione della percentuale di grasso corporeo - DEXA - Scansioni della composizione corporea totale eseguite in CUH.
• Biochimica ed ematologia di base inclusa CRP e creatina chinasi
• Misure di peso, altezza, BMI e vita/fianchi.
• Diario della frequenza alimentare che include il consumo di alcol da misurare alla settimana 0 e alla settimana 8.
• Metabolica microbica urinaria, fecale e del sangue misurata ad ogni timepoint
• Punteggi di attività della malattia - questi saranno misurati da indici di attività della malattia convalidati; Indice Harvey-Bradshaw per i pazienti con malattia di Crohn e Indice di attività della colite clinica semplice, nonché Indice Powell-Tuck per i pazienti con colite ulcerosa. Per i pazienti con AR verrà calcolato il punteggio DAS-28 CRP.
• Verranno registrati la qualità della vita, l'umore e i punteggi di ansia: l'inventario della depressione di Beck, la scala dell'ansia e delle depressioni dell'ospedale (HADS), l'inventario dell'ansia di stato / tratto saranno utilizzati per monitorare i cambiamenti di umore / ansia. Lo Short form-36 (SF 36) verrà utilizzato per monitorare il cambiamento della qualità della vita.

Analisi complessiva dei dati statistici:

I ricercatori hanno accesso a sofisticate piattaforme di analisi biostatistica per generare associazioni basate su criteri diversi.