Tratto falciforme ed esercizio, effetto dell'ambiente caldo (TDex)

introduzione

L'anemia falciforme è una malattia ereditaria caratterizzata da emoglobina anomala chiamata emoglobina S o emoglobina falciforme nei globuli rossi dei soggetti. La forma omozigote (emoglobina SS) causa l'anemia falciforme ed è il tipo più grave di anemia falciforme. La malattia da emoglobina SC e la talassemia da emoglobina Sβ sono altre due forme comuni di anemia falciforme. I portatori del tratto falciforme sono persone che hanno ereditato l'emoglobina S da un genitore e un'emoglobina A normale dall'altro (AS eterozigote). Queste persone sono generalmente sane. Tuttavia, sono stati segnalati sempre più casi di complicanze gravi, soprattutto durante gli sforzi e le permanenze in alta quota come disturbi emoreologici, microcircolatori e rabdomiolisi. È stata osservata una percentuale aumentata di malattia da globuli rossi nei portatori del tratto falciforme (SA) rispetto all'individuo normale dopo 45 minuti di cammino a 33°C di temperatura. Gli individui AS hanno anche mostrato una compromissione della deformabilità dei globuli rossi a riposo, alla fine e 24 ore dopo l'esercizio massimo rispetto agli individui normali AA, mostrando la vulnerabilità dei globuli rossi di questi soggetti apparentemente sani. Anche la rigidità dei globuli rossi insieme alla viscosità del sangue è aumentata nel gruppo AS rispetto al gruppo AA, di conseguenza aumenta il rischio di incidenti vascolari. Negli atleti e nei combattenti militari sono stati osservati collasso da esercizio e morte improvvisa associati al tratto falciforme. Diversi casi di morte improvvisa in individui AS sono stati riportati da molti autori durante l'esercizio, tuttavia le cause esatte rimangono molto poco conosciute.

Come vincoli legati all'esercizio in clima tropicale, è stata osservata una riduzione della potenza e della volemia dovuta alla disidratazione, deviazione del volume sanguigno verso i territori cutanei. È stato anche riportato un deterioramento del metabolismo dei carboidrati.

I nostri obiettivi in ​​questo lavoro sono:

• Per caratterizzare la risposta microvascolare all'esercizio in un ambiente caldo in giovani adulti attivi con tratto falciforme,
• Per evidenziare i meccanismi biologici alla base di qualsiasi specificità di risposta microvascolare dei portatori del tratto falciforme,
• Per descrivere le conseguenze vascolari dei disturbi metabolici postprandiali indotti dall'esercizio in ambiente caldo,
• Per comprendere il metabolismo del glucosio a digiuno e post-prandiale a riposo, durante e dopo l'esercizio,
• Testare il recupero in un ambiente termico neutro (22 °C) come mezzo per normalizzare la funzione vascolare post-esercizio.

Protocollo sperimentale

Trenta volontari maschi (15 sani: AA e 15 portatori di anemia falciforme: AS) non fumatori, di età compresa tra 18 e 30 anni, BMI tra 19 e 25 kg/m2 che vivono nei Caraibi per almeno 6 mesi saranno arruolati nello studio. Tutti i soggetti saranno in buona salute fisicamente attivi (≥ 3 ore/settimana) senza storia di colpo di calore durante l'esercizio. Non assumono farmaci e non consumano regolarmente alcolici.

I partecipanti saranno sottoposti a quattro sessioni sperimentali:

1. Una sessione di familiarizzazione a digiuno in un ambiente caldo (33 °C) in cui verranno misurati parametri a riposo come indice di iperemia reattiva, temperatura timpanica, frequenza cardiaca, ossigenazione cerebrale e muscolare, velocità dell'onda del polso ed elettrocardiogramma (ECG). Quindi verrà eseguito un test dell'intensità dell'esercizio (VO2max) seguito da un colloquio medico.

   Le altre 3 sessioni verranno eseguite la mattina presto a digiuno con 45 minuti di esercizio su ergocycle. L'esercizio include 15 minuti di riscaldamento, quindi ai partecipanti verrà chiesto di pedalare il più velocemente possibile per 6 secondi. La prova di 6 secondi verrà ripetuta due o più volte con recupero ogni volta. Durante l'esercizio verrà controllata l'idratazione (2,5 ml acqua/kg ogni 15 minuti), verrà misurato il consumo di ossigeno; e funzione microvascolare e campioni di sangue prelevati in diversi momenti dell'esperimento in ciascuna sessione (T0, T60, T75, T90, T120). Il disegno di questo studio è uno studio crossover suddiviso in 3 sessioni presentate in ordine randomizzato:

2. Esercizio svolto in ambiente caldo (33 °C) con recupero nello stesso ambiente.
3. Esercizio e recupero eseguiti in ambiente di controllo (termoneutrale) (22 °C)
4. Esercizio svolto in ambiente caldo (33 °C) con recupero in ambiente termoneutro (22 °C).

Al termine di ogni sessione, a ciascun partecipante verrà offerto un pasto standardizzato.

Questo studio sarà condotto in conformità con le linee guida sviluppate nella Dichiarazione di Helsinki, e tutte le procedure sono state approvate dal Comitato per la Protezione delle Persone Est-III. Il consenso informato scritto sarà ottenuto da tutti i partecipanti.

Procedure biochimiche

I campioni di sangue saranno utilizzati per i test emoreologici (viscosità del sangue, rigidità, aggregabilità e falcicità dei globuli rossi ecc.) Verrà eseguito il dosaggio della creatina chinasi (CK-MM, MB), della mioglobina e della troponina per valutare il grado di rabdomiolisi e il integrità di cuore.

La glicemia e la lattatemia saranno determinate mediante strisce. I dosaggi di cortisolo, insulina, adrenalina, glucagone e lattato deidrogenasi (LDH) saranno eseguiti utilizzando appositi kit.

Il profilo infiammatorio plasmatico sarà determinato misurando marcatori quali mieloperossidasi (MPO), malondialdeide (MDA), prodotti proteici di ossidazione avanzata (AOPP), nitrotirosina ed endotelina-1 utilizzando kit appropriati.

Le molecole di adesione come VCAM-1, ICAM-1 e P-selectina saranno misurate utilizzando il kit ELISA di Diaclone o Eurobio.

Lo stress ossidativo sui globuli rossi sarà valutato misurando il rapporto glutatione GSSH/GSSG, superossido dismutasi (SOD), catalasi e glutatione perossidasi (GPx).

Analisi statistica I dati saranno espressi come medie con i loro errori standard. Le analisi statistiche saranno eseguite con SPSS per MAC e p < 0·05 considerati statisticamente significativi.

Tutti i dati saranno analizzati utilizzando l'ANOVA a misure ripetute seguita da confronti Post hoc con il test t appaiato di Student. I test di Kolmogorov-Smirnov, Newman Keuls e Duncan saranno applicati a seconda dei casi.

Risultati attesi

• Migliore comprensione dei meccanismi fisiopatologici che portano a gravi eventi vascolari a seguito di esercizio fisico in clima tropicale in portatori sani di anemia falciforme.
• Apertura di percorsi per l'identificazione di programmi di attività fisica e interventi nutrizionali adattati ai pazienti con anemia falciforme in ambiente caldo.
• Comprensione dei meccanismi che portano a disturbi del metabolismo del glucosio in clima tropicale in soggetti AA e AS.