Gli effetti del 17β-estradiolo sul muscolo scheletrico

Disegno e descrizione dettagliata della metodologia Si tratta di uno studio controllato randomizzato a gruppi paralleli, in cieco rispetto al supplemento di 17β-estradiolo (n=10) o placebo (n=10) somministrato ogni giorno per 10 giorni. Dodici giovani uomini sani (età: 18-25 anni; BMI: 22-33 kg/m2) saranno reclutati per partecipare a questo studio. Durante le conversazioni telefoniche o via e-mail spiegheremo lo scopo e il disegno sperimentale dello studio e risponderemo a tutte le domande che i partecipanti potrebbero avere (vedi script telefonici ed e-mail). I partecipanti visiteranno il laboratorio per uno screening per valutare se sono idonei a partecipare a questo studio. Durante lo screening spiegheremo prima il disegno sperimentale e otterremo il consenso informato scritto. Un questionario medico sarà compilato dai partecipanti per valutare la loro salute generale e l'uso di farmaci. L'altezza e la massa corporea saranno misurate come caratteristiche di base dei partecipanti. Ai partecipanti verrà richiesto di compilare un registro dietetico 3-d per valutare l'assunzione abituale di energia e proteine. I partecipanti verranno assegnati in modo casuale al gruppo di integrazione con 17β-estradiolo (n=10) o placebo (n=10). La randomizzazione verrà eseguita utilizzando un randomizzatore di elenchi computerizzato (https://www.random.org/lists/), e i partecipanti verranno assegnati in sequenza a una condizione in base all'elenco randomizzato. Lo studio sperimentale è composto da 10 giorni di integrazione con 17β-estradiolo (Estrace, Acerus Pharmaceuticals Corporation, Mississauga, ON, Canada o placebo (400 mg/giorno Polycose, Abbott Laboratories, St. Laurent, QC, Canada), inclusi 3 giorni di pre-immobilizzazione e 7 giorni di immobilizzazione di una sola gamba. Tre giorni prima dell'immobilizzazione (t=-3 d) verrà prelevato un campione di sangue e verrà valutata la forza muscolare prima di iniziare l'integrazione giornaliera di 17β-estradiolo o placebo. I partecipanti consumeranno 1 mg/giorno per 3 giorni e 3 mg/giorno per 7 giorni di Estrace o 400 mg/giorno di Polycose per 7 giorni. Le bottiglie di estrogeni e placebo sono codificate per garantire il completo accecamento sia ai ricercatori che ai partecipanti. Saranno ottenuti ulteriori campioni di sangue per valutare la conformità dei partecipanti all'integrazione. Inoltre, a t=-3 d sarà prelevato un campione di saliva prima di ingerire 150 mL di acqua marcata con deuterio (D2O). Il campionamento giornaliero della saliva continuerà fino alla fine della prova sperimentale per valutare gli arricchimenti del pool di precursori. L'assunzione dietetica sarà controllata per 10 giorni (inclusi 3 giorni prima dell'immobilizzazione e 7 giorni di immobilizzazione) fornendo una dieta bilanciata dal punto di vista energetico contenente 1 peso al giorno equamente distribuito tra colazione, pranzo e cena (15). I partecipanti saranno istruiti ad astenersi dall'attività fisica di intensità vigorosa (corsa, ciclismo veloce, sport agonistici, trasporto di carichi pesanti, ecc.) e ad astenersi dal consumo di alcol per 3 giorni prima e durante l'immobilizzazione della gamba singola di 7 giorni. L'attività quotidiana sarà monitorata con un bracciale SenseWear, che i soggetti dovranno indossare da t=-3 d fino alla fine della prova sperimentale.

I partecipanti avranno una gamba immobilizzata mediante tutori per le ginocchia (http://www.breg.com/products/knee-bracing/post-op) quindi l'arto controlaterale fungerà da controllo interno. La gamba da immobilizzare verrà scelta in modo casuale controbilanciato in modo da ottenere un numero uguale di partecipanti con le gambe più deboli o più forti immobilizzate. Il tutore (http://www.breg.com/products/knee-bracing/post-op) sarà indossato in una posizione di flessione fissa a 140° (ovvero, 40° dall'estensione completa) con un cinturino in plastica che viene rimosso quotidianamente per verificare la presenza di punti di pressione e richiuso con un cinturino in plastica modificato su misura che viene fuso per sigillare il cinturino, come abbiamo fatto in precedenza19,20. La ragione di ciò è che il tutore non può essere rimosso senza rompere il sigillo di plastica, ma potrebbe rompersi in caso di emergenza e rimuovere completamente il tutore, se necessario. Usando questo modello di disuso abbiamo riscontrato che il tutore immobilizzante è ben tollerato, non restrittivo e, soprattutto, non occlude il flusso sanguigno dell'arteria poplitea e/o femorale e non abbiamo avuto casi di edema o trombosi venosa in studi precedenti. Ai partecipanti verranno inoltre fornite bende elastiche di supporto per ridurre il rischio di trombosi venosa profonda.

Su t=0 d, verranno raccolti un campione di sangue, un campione di saliva e una biopsia muscolare per la valutazione dei tassi di sintesi proteica muscolare. La forza muscolare e il volume saranno valutati utilizzando rispettivamente un Biodex e un'ecografia. Verrà posizionata una ginocchiera per iniziare la fase di immobilizzazione della gamba singola di 7 giorni. La scelta della gamba per l'immobilizzazione sarà randomizzata e bilanciata per il dominio in base alla massima forza isometrica. Al termine della fase di immobilizzazione (t=7 d), verrà prelevato un campione di sangue, prelevate biopsie muscolari sia dalla gamba immobilizzata che da quella non immobilizzata, e verranno valutati il ​​volume muscolare e la forza. Dopo che la forza è stata valutata in entrambe le gambe, verrà eseguita un'ulteriore biopsia muscolare per valutare l'effetto del 17β-estradiolo sulla risposta muscolare a un singolo periodo di esercizio (Biodex) sia nella gamba non immobilizzata che in quella immobilizzata 3 ore dopo l'esercizio incontro.