Attività fisica ricreativa e profilo cardiometabolico

Questo studio trasversale è stato condotto su un gruppo rappresentativo di bambini di età compresa tra 6 e 14 anni identificati nel Centro sanitario giovanile situato vicino all'Università Federale di San Paolo (San Paolo, SP, Brasile). Durante il periodo di studio sono stati identificati un totale di 110 bambini. Tuttavia, cinque persone con problemi respiratori e 12 persone che non hanno accettato di partecipare sono state escluse dallo studio. Sono state inoltre escluse 13 persone che non hanno completato le valutazioni antropometriche, metaboliche o di idoneità fisica nel periodo post-allenamento. Pertanto, per questo studio sono stati inclusi 80 bambini (32 femmine e 48 maschi). Nessun bambino presentava segni clinici di disturbi muscoloscheletrici o ortopedici che impedissero loro di eseguire i test di idoneità fisica proposti. Il Comitato Etico dell'Università Federale di San Paolo ha approvato il protocollo di studio (Numero: 795.262). Tutti i genitori e i bambini hanno firmato moduli di consenso/assenso informato scritti.

Disegno sperimentale: ogni bambino ha completato il protocollo sperimentale per un periodo di 10 settimane costituito dalle misurazioni di base dei dati antropometrici, della composizione corporea, dei livelli di irisina, dei parametri di forma fisica e metabolica. Tutte queste misurazioni sono state ripetute dopo il programma di attività fisica ricreativa di 10 settimane e sono state effettuate entro 72 ore dall'ultima sessione di allenamento.

Programma di attività fisica ricreativa: i partecipanti hanno svolto 10 settimane di programma di attività fisica ricreativa sull'allenamento a circuito, che consiste in un programma di esercizi per flessibilità, coordinazione, forza (arti superiori e inferiori), resistenza aerobica controllata mediante l'uso del monitor Polar S810i (Polar Electro OY , Finlandia; frequenza di campionamento=100Hz) e bilanciamento dinamico per migliorare la capacità funzionale. Sono state eseguite un totale di 40 sessioni con durata (60 minuti), intensità (65%-85% riserva di frequenza cardiaca) e frequenza (4 sessioni/settimana). Ogni sessione era composta da tre parti: riscaldamento (10 minuti), sessione di attività fisica (45 minuti) e defaticamento (5 minuti). Inoltre, la scala Borg soggettiva dello sforzo percepito è stata applicata a tutti i bambini per il controllo dell'intensità dell'allenamento.

Antropometria: il peso corporeo e l'altezza sono stati misurati in abiti leggeri senza scarpe utilizzando una bilancia standard. Le circonferenze della vita e dei fianchi sono state misurate utilizzando un nastro inestensibile. La circonferenza della vita è stata registrata a un livello intermedio tra il margine costale inferiore e la cresta iliaca alla fine della normale espirazione. .

Composizione corporea: la composizione corporea è stata valutata utilizzando l'impedenza bioelettrica con una singola frequenza mano-piede (monitor ImpediMed DF50, Impedimed, Australia). Ai bambini è stato chiesto di evitare l'attività fisica e di consumare liquidi 2 ore prima della valutazione per evitare errori di misurazione dovuti a squilibri di liquidi. Questa valutazione è stata eseguita dopo 5 minuti di riposo in posizione supina e gli elettrodi sono stati applicati a mano, polso, caviglia e piede del lato destro del corpo. Il grasso corporeo è stato calcolato con equazioni di previsione.

Idoneità cardiorespiratoria: è stato eseguito il test della corsa in navetta di 20 metri (20MST) per l'idoneità cardiorespiratoria stimata. Il test inizia a 8 km/h e aumenta di 0,5 km/h ogni minuto. Questo test è stato effettuato su una superficie piana e spiegato dal membro della squadra sul campo. Tutti i bambini hanno apportato adattamenti al test 20MST. La velocità nell'ultimo stadio completato da ciascun bambino è stata registrata e utilizzata per calcolare il VO2max (ml/kg/min) secondo l'equazione proposta da Léger et al.

Salto in lungo in piedi: il bambino si trova dietro una linea segnata sul terreno. Viene utilizzato un decollo e un atterraggio a due piedi, con l'oscillazione delle braccia, il bambino salta il più lontano possibile con entrambi i piedi contemporaneamente. Il punteggio dell'elemento di prova (meglio di tre tentativi) è la distanza tra la linea di partenza e la posizione di atterraggio (misurata in centimetri).

Sit and Reach Test: la flessibilità è stata valutata mediante l'uso della Wells Bench. Per questo test, il bambino ha eseguito il movimento con le mani sovrapposte, i piedi appoggiati sulla panca e le ginocchia totalmente distese con l'aiuto del ricercatore. Il risultato è stato dato dalla distanza massima ottenuta in tre tentativi, rispettando un intervallo di un minuto tra di loro.

Test della forza della presa: la forza della presa è stata misurata per entrambe le mani utilizzando un dinamometro digitale (Kern & Sohn, modello MAP 80K1S, Germania). In questo test, il bambino era seduto su sedie di dimensioni adeguate, con la spalla abdotta, il gomito flesso a 90 gradi e il polso in posizione neutra. Successivamente, il ricercatore ha chiesto al bambino di eseguire la massima forza possibile nel minor tempo possibile. La media di tre contrazioni volontarie massime è stata registrata per ogni mano ed espressa in Kg.

Raccolta del sangue e variabili biochimiche: al mattino (7:00 - 9:00) dopo il digiuno notturno, i campioni di sangue venoso (10 ml) sono stati raccolti mediante venopuntura di una vena dell'avambraccio in provette vacutainer separate contenenti anticoagulante K2EDTA essiccato a spruzzo o con separatore di siero in gel. I campioni di EDTA sono stati centrifugati entro 1 ora dal prelievo del sangue (4°C - 1.500 g per 15 min) e le aliquote di plasma per la misurazione dell'irisina sono state conservate a -80°C fino al dosaggio. Procedure enzimatiche automatizzate sono state utilizzate per misurare il glucosio e l'insulina con metodi di routine nel laboratorio clinico del Kidney & Hypertension Hospital. La resistenza all'insulina è stata calcolata con il metodo di valutazione del modello di omeostasi (HOMA-IR), secondo la seguente formula: [glucosio (mg/dl)/18 x insulina (mUI/ml)]/22,5.

Valutazione dell'irisina: i livelli plasmatici di irisina sono stati determinati utilizzando un kit ELISA disponibile in commercio (MyBioSource, numero di catalogo: MBS 706887, San Diego, CA, USA). I coefficienti di variazione intra-analisi e inter-analisi erano inferiori all'8%. Questi test sono stati eseguiti in duplicato e, per rimuovere qualsiasi pregiudizio, il ricercatore ha ideato tecniche di analisi alla cieca.

Variabili emodinamiche e variabilità della frequenza cardiaca: i livelli di pressione sanguigna sono stati misurati due volte nel braccio destro con il bambino in posizione seduta utilizzando un dispositivo oscillometrico automatizzato (Omron HEM907XL; Omron Healthcare; USA) con un bracciale di dimensioni adeguate. Il valore della pressione arteriosa era la media di tre misurazioni effettuate a intervalli di 2 minuti. Dopo questa procedura, ai bambini è stato chiesto di sdraiarsi silenziosamente in posizione supina su un letto con un minimo movimento del corpo e di mantenere la respirazione spontanea per 10 minuti per registrare sia la frequenza cardiaca a riposo che la variabilità della frequenza cardiaca a breve termine utilizzando un monitor Polar S810i (Polar Electro OY, Finlandia; frequenza di campionamento=100Hz) . Lo stesso ricercatore, cieco ai dati clinici, ha condotto la valutazione di tutti i bambini.

Elaborazione dei dati di variabilità della frequenza cardiaca: gli indici di variabilità della frequenza cardiaca sono stati calcolati come precedentemente descritto 27, 28. In breve, i normali intervalli da battito a battito sono stati trasferiti dal Polar S810i al software Precision Performance mediante un dispositivo di interfaccia a infrarossi. Questi dati sono stati elaborati in una specifica routine precedente progettata in MatLab (Math Works, versione 6.0, USA) per la selezione automatica di 5 minuti RR con la minima varianza. Successivamente, queste serie temporali della durata di 5 minuti sono state analizzate nel software Kubios (Biosignal Analysis and Medical Image Group, Università di Kuopio, Finlandia). In questo software, gli artefatti sono stati corretti con un filtro moderato e sono stati calcolati i componenti nel dominio del tempo. Sono stati analizzati i seguenti indici nel dominio del tempo: frequenza cardiaca (FC), MNN (media di tutti gli intervalli RR normali), SDNN (deviazione standard degli intervalli RR), RMSSD (radice quadratica media delle differenze successive degli intervalli RR) e pNN50 (percentuale intervalli RR con una differenza di durata superiore a 50 ms). Anche i componenti nel dominio della frequenza sono stati valutati da uno spettro di potenza 2. La frequenza classica a bassa frequenza (LF= 0.041-0.15 Hz) e ad alta frequenza (HF= 0,15-0,40 Hz) sono state espresse in unità normalizzate (n.u.). Inoltre è stato calcolato anche il rapporto LF/HF. L'analisi spettrale è stata stimata come raccomandato utilizzando il metodo non parametrico degli algoritmi veloci di trasformata di Fourier.

Isolamento delle cellule mononucleate del sangue periferico: in questo test sono stati raccolti 5-6 ml di sangue periferico in provette con EDTA. In condizioni sterili, le cavità della tibia e del femore sono state lavate con DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's medium, GIBCO, USA) per ottenere il midollo osseo (BM). PB e BM sono stati frazionati mediante centrifugazione a gradiente di densità (2.500 rpm, 25 min, 20-22°C) (Ficoll-Paque, GE, Germania), quindi le cellule mononucleate ottenute dai suoi campioni sono state indirizzate alla quantificazione del numero e alla funzione in vitro .

Cellule progenitrici endoteliali Immunofenotipizzazione e quantificazione mediante citometro a flusso: le cellule mononucleate sono state considerate cellule progenitrici endoteliali come cellule CD34+/VEGFR2+. In breve, 1x106 cellule mononucleate sono state incubate individualmente (temperatura ambiente, al buio, 30 min) con i seguenti anticorpi: anti-CD34-PeCY7 più VEGFR2-FITC o con controlli isotipici anti-IgG-PE-Cy7 più IgG-FITC. Dopo l'incubazione, le cellule sono state lavate in PBS e fissate in una soluzione di paraformaldeide all'1%. Le cellule fissate sono state mantenute (4°C, al buio, per 15-20 ore), e quindi analizzate in citofluorimetro (FACSCANTO, BD Biosciences, USA) raccogliendo 1.000.000 eventi. I dati sono stati analizzati utilizzando il software BD FACSDIVA. Le porte sono state stabilite sul grafico a dispersione diretta e laterale (FSC / SSC) corrispondente a cellule mononucleate selezionate seguite da porta CD34-PeCY7 più VEGFR2-FITC . Il numero di EPC (CD34+/VEGFR2+) è stato calcolato come percentuale di eventi CMN30.

Cellule progenitrici endoteliali - Analisi della capacità funzionale in vitro: le cellule mononucleate sono state indirizzate individualmente all'unità formante colonie in vitro. In breve, 5x106 MNC sono state coltivate (37 ° C, 5% CO2, 95% di umidità) su fibronectina pre-rivestita a 6 pozzetti seminata con terreno EndoCult. Dopo 48 ore, 1x106 cellule non aderenti sono state trasferite in triplicato su fibronectina pre-rivestita da 24 pozzetti e coltivate per 72-96 ore (37°C, 5% CO2, 95% umidità) in terreno EndoCult. Successivamente, le unità formanti colonie sono state contate manualmente da 2 osservatori ciechi al microscopio invertito.

Analisi statistica: le analisi statistiche sono state condotte utilizzando SPSS versione 21.0 per Windows (IBM Corporation, USA). Le variabili categoriche sono state confrontate utilizzando il test del chi-quadrato. Tutte le variabili continue sono state esaminate per la normalità con il test di Shapiro-Wilk. Poiché i nostri dati avevano una distribuzione non parametrica, è stato utilizzato il test di Wilcoxon per i dati appaiati al fine di valutare la differenza tra i valori del programma di attività fisica di base e post-ricreativa. Inoltre, abbiamo utilizzato il coefficiente di correlazione rho di Spearman per determinare la relazione tra irisina e fattori indipendenti. I dati sono stati espressi come media ± deviazione standard. I test statistici erano a due code e il livello di significatività era fissato a P<0,05.