Salute e risposta all'esercizio nei bambini con patologie croniche e autoimmuni (HERCCULE)

I pazienti saranno separati in diversi sottogruppi. I sottogruppi saranno costituiti in base allo stato della malattia (attivo vs inattivo) per valutare l'impatto della patologia sulla forma fisica e in base ai trattamenti per valutare l'effetto del trattamento sulla forma fisica.

I pazienti eseguiranno test fisici per fornire informazioni sulla loro forma fisica (composizione corporea, flessibilità metabolica, forza muscolare e affaticamento, densità minerale ossea), che saranno confrontate con controlli sani abbinati per età e sesso. I pazienti completeranno anche esami del sangue per fornire informazioni sul loro stato infiammatorio per comprendere al meglio i disturbi fisiologici e consentire una migliore classificazione dello stato della malattia.

1. Valutazione della flessibilità metabolica

   Dopo essere rimasti seduti in silenzio per 20 minuti, i soggetti eseguiranno un test di esercizio graduato fino alla fatica volontaria su un cicloergometro frenato elettromagneticamente con raccolta continua di gas e monitoraggio della frequenza cardiaca. In tutti i soggetti, quando il rapporto di scambio respiratorio sarà ≥1,00, indicando zero ossidazione dei grassi, la velocità di lavoro sarà aumentata degli stessi incrementi a intervalli di 1 minuto fino all'affaticamento volontario. Il picco del consumo di O2 (VO2) sarà considerato massimo quando il rapporto di scambio respiratorio sarà ≥1,05 e il soggetto raggiungerà la frequenza cardiaca massima prevista per l'età [frequenza cardiaca massima: (220 - età)]. La calorimetria indiretta, come verrà utilizzata in questo studio, è il metodo standard per quantificare i tassi di ossidazione del substrato a riposo e durante l'esercizio. Il consumo di O2 (VO2) e la produzione di CO2 (VCO2) saranno calcolati in media nell'ultimo minuto di ciascun ritmo di lavoro e i risultati di questo test verranno utilizzati per calcolare l'ossidazione dei grassi su un'ampia gamma di intensità di esercizio per ciascun soggetto con le equazioni :

   Lipidi (mg.min-1) = 1,6946 x VO2 - 1,7012 x VCO2 e CHO (mg.min-1) = 4,585 VCO2 - 3,2255 VO2.

2. Architettura muscolare I soggetti saranno sdraiati su un lettino da massaggio, con i muscoli rilassati. L'ecografia sarà utilizzata su vasto laterale (VL), vasto mediale (VM) e retto femorale (RF) per valutare l'architettura muscolare. Il ventre muscolare sarà misurato secondo le raccomandazioni dell'elettromiografia di superficie per la valutazione non invasiva dei muscoli (SENIAM). Per ogni muscolo sarà misurato lo spessore muscolare (la distanza tra l'aponeurosi superiore e inferiore) e l'angolo del fascicolo (l'angolo formato dal fascicolo muscolare e dall'aponeurosi inferiore).
3. Qualità muscolare I soggetti siederanno su un sedile regolabile. Il tight destro verrà inserito nell'antenna della tomografia quantitativa periferica, in modo che i condili femorali siano allineati con il laser. Verrà eseguita una vista scout antero-posteriore per rilevare la giunzione tra vassoio tibiale e femore, che corrispondeva alla posizione iniziale della misurazione. Quindi, verrà eseguita una misurazione al 40% della lunghezza tra il grande trocantere e la rotula media della gamba destra. Verranno valutate l'area della sezione trasversale muscolare (CSA) e il tessuto adiposo intramuscolare (IMAT). Le misurazioni saranno eseguite dallo stesso investigatore per evitare qualsiasi pregiudizio interindividuale.

4. Funzione muscolare

   o Altezza del salto verticale: i soggetti dovranno eseguire una serie di salti verticali. I soggetti eseguiranno due salti squat (SJ) e due salti contro movimenti (CMJ) utilizzando un OptoJump seguendo linee guida standardizzate. Per SJ i soggetti dovranno flettere il ginocchio a 90° con la mano sull'anca per evitare eventuali contromovimenti indotti dagli arti superiori. I soggetti dovranno mantenere la posizione per 3-s. Le linee guida per CMJ saranno simili, ma senza una breve pausa tra le posizioni in piedi e in flessione. Per entrambi gli esercizi, i soggetti dovranno saltare il più in alto possibile. L'altezza del salto verticale sarà calcolata secondo la formula dove T è il tempo di durata del volo e g l'accelerazione di 9.81 m.s-2 di gravità.

   o Massima forza volontaria: i soggetti siederanno su un dinamometro isocinetico con un angolo dell'anca di 40° (0°= posizione eretta). La parte superiore del corpo sarà legata allo schienale della sedia e i soggetti dovranno afferrare la sedia per evitare qualsiasi movimento contrario. La loro caviglia destra sarà legata e collegata a un sensore di forza. Dopo un riscaldamento standardizzato consistente nel ripetere le contrazioni isometriche a intensità crescenti, i pazienti dovranno eseguire le contrazioni isometriche volontarie massime (MVIC). MVIC sarà eseguito a diversi angoli articolari randomizzati (29°, 66°, 76°, 87° e 103° [0° = estensione completa]) per determinare l'angolo ottimale che produce la massima forza. Verranno eseguite due misurazioni ad ogni angolo per verificare la riproducibilità. Verrà eseguita una terza prova se la differenza tra le due misurazioni è superiore al 5%. I soggetti saranno vigorosamente incoraggiati a produrre la massima forza volontaria durante le contrazioni isometriche. I valori di Root Mean Square (RMS) saranno calcolati dall'attività elettromiografica (EMG) registrata su VL, VM e RF.

5. Fatica muscolare La fatica muscolare sarà valutata con lo stesso metodo descritto in precedenza. Per questo test, i pazienti dovranno mantenere un livello di forza corrispondente al 50% MVIC per evitare qualsiasi dolore al ginocchio. L'esercizio verrà interrotto quando i soggetti non saranno in grado di mantenere il livello di forza per più di 3 secondi nonostante vigorosi incoraggiamenti. Verrà misurata la durata del tempo fino al fallimento dell'attività.
6. Microarchitettura ossea La microarchitettura ossea sarà valutata attraverso la densità minerale ossea, trabecolare e corticale. Questa misurazione verrà eseguita contemporaneamente alla valutazione della qualità muscolare mediante pQCT. I pazienti saranno collocati nella stessa posizione. Verranno eseguite due misurazioni utilizzando pQCT al 20% e al 40% del tight. Verranno calcolati i parametri microarchitettonici (densità trabecolare e corticale).
7. Composizione corporea La composizione corporea sarà valutata mediante assorbimetria a raggi X a doppia energia. La massa grassa e magra e la densità ossea saranno misurate per tutto il corpo e segmenti (braccio, gamba e tronco).
8. Biologia I campioni di sangue verranno prelevati una volta all'anno per i pazienti e una volta per i controlli. I campioni di sangue permetteranno di valutare NFS (blood formul numeration), ionogramma, CRPus, VS, bilirubina totale, ASAT, ALAT, GGT, PAL, glicemia, colesterolo totale -HDL-LDL, trigliceridi, TSH, T4, adiponectina et leptina. Successivamente verranno valutati anche lipidomici, citochine e loro recettori, calgranuline e microARN.