- ICH GCP
- Registro degli studi clinici negli Stati Uniti
- Sperimentazione clinica NCT04366427
Miscele di ossigeno arricchite negli atleti (OXY-SPORT)
Effetti delle miscele di ossigeno arricchite e dell'esercizio sullo stress ossidativo e sulla proliferazione delle cellule staminali negli atleti.
Attualmente, l'ossigeno iperbarico (HBO) è un trattamento ampiamente utilizzato per diverse condizioni. Ci sono 14 indicazioni per HBO, ufficialmente riconosciute dalla Undersea and Hyperbaric Medical Society (UHMS), ma la ricerca sta scoprendo altre interessanti applicazioni.
L'HBO svolge un ruolo importante nel migliorare i meccanismi di difesa antiossidante aumentando le specie radicali dell'ossigeno (ROS) e le specie di ossido nitrico (NOS). Questo stress ossidativo controllato ha dimostrato di interrompere il circolo vizioso di infiammazione - danno - ipossia già presente in diverse malattie. L'aumento della neoangiogenesi è stato dimostrato a pressioni di 2 atmosfere assolute (ATA), mentre gli effetti che aiutano i tessuti ischemici necessitano di pressioni comprese tra 2,5 e 2,8 ATA per svilupparsi. Inoltre, la proliferazione e la mobilizzazione delle cellule staminali sono state dimostrate dopo i trattamenti HBO.
Durante l'attività sportiva, il metabolismo genera prodotti di scarto - principalmente CO2, acido lattico, ma anche ROS. L'HBO potrebbe essere utile per modulare i meccanismi antiossidanti e aumentare la mobilizzazione delle cellule staminali, aiutando così le cellule nel recupero dopo l'allenamento e le competizioni sportive.
Gli autori ipotizzano che:
- HBO può ridurre lo stress ossidativo e indurre la mobilizzazione delle cellule staminali in atleti professionisti sani;
- miscele iperossiche possono ridurre lo stress ossidativo e indurre la mobilizzazione delle cellule staminali in atleti professionisti sani;
- L'HBO a basse pressioni (L-HBO a 1,45 ATA) è almeno paragonabile all'HBO convenzionale (a 2,5 ATA) nella riduzione dello stress ossidativo e nell'aumento della mobilizzazione delle cellule staminali.
Gli Autori includeranno atleti sani. Questi verranno assegnati in modo casuale a un gruppo di controllo, un gruppo L-HBO, un gruppo HBO, un gruppo 30% O2 o un gruppo 50% O2.
Gli Autori valuteranno i cambiamenti dello stress ossidativo e la proliferazione delle cellule staminali prima e dopo i trattamenti con 20 L-HBO/HBO/30% O2 mix/50% O2 mix e dopo 2 mesi dalla fine dei trattamenti.
Panoramica dello studio
Stato
Intervento / Trattamento
Descrizione dettagliata
I soggetti saranno reclutati tramite bandi pubblici nelle palestre locali e riuniti per illustrare il protocollo. Coloro che desiderano partecipare firmeranno un consenso informato scritto e saranno reclutati. Per essere inseriti, tutti i soggetti saranno sottoposti a screening medico generale per consentire trattamenti iperbarici. Ciò includerà misurazioni di peso, altezza, pressione arteriosa non invasiva e frequenza cardiaca.
Dopo l'inclusione, i soggetti verranno assegnati in modo casuale a tre braccia utilizzando un generatore di numeri elettronico da personale non direttamente coinvolto nell'esperimento:
- Braccio 1 (controllo): nessun intervento.
- Braccio 2 (L-HBO): trattato con ossigeno a 1,45 ATA per 60 min (inclusi i tempi di compressione e decompressione e una pausa aerea di 3 minuti respirando aria);
- Braccio 3 (HBO): trattato con ossigeno a 2,5 ATA per 60 min (inclusi i tempi di compressione e decompressione e una pausa aerea di 3 minuti respirando aria).
- Braccio 4 (30% O2): respirare una miscela di aria con il 30% di ossigeno a pressione atmosferica (1 ATA).
- Braccio 5 (50% O2): respirare una miscela di aria con il 50% di ossigeno a pressione atmosferica (1 ATA).
I soggetti inclusi nel braccio 2, 3, 4, 5 saranno sottoposti a un totale di 20 trattamenti. Seguiranno una dieta personalizzata proporzionata al loro dispendio energetico.
Gli Autori identificheranno 3 punti temporali nel protocollo:
TEMPO 0 (T0): immediatamente dopo l'inclusione, prima di qualsiasi trattamento o esperimento; TEMPO 1 (T1): al termine dei trattamenti HBO; TEMPO 2 (T2): 2 mesi dopo la fine dei trattamenti HBO.
Sulle materie previste verranno svolti i seguenti esami:
- un pannello standardizzato comprendente emocromo completo (CBC), creatinina, azoto ureico nel sangue (BUN), proteina C reattiva e VES verrà eseguito a T0, T1 e T2.
- marcatori di stress ossidativo saranno analizzati su campioni di sangue, urina e saliva. Su campioni di sangue (T0; T1; T2), gli Autori misureranno IL-1 beta, IL-6, TNF-alfa, le specie reattive dell'ossigeno e la capacità antiossidante totale (mediante risonanza paramagnetica), totale (tot) e ridotta (rosso) aminotioli (mediante spettroscopia di fluorescenza), 3-nitrotirosina (3-NT) (mediante saggio immunologico competitivo).
Su campioni di urina (T0; T1; T2), gli Autori valuteranno la perossidazione lipidica misurando la concentrazione di 8-isoprostano (mediante immunodosaggio competitivo), la concentrazione di nitriti e nitrati (NO2/NO3) (mediante colorimetria basata sulla reazione di Griess), la concentrazione di Nitrito inducibile Ossido sintasi (mediante kit ELISA disponibile in commercio), creatinina, neopterina e concentrazioni di acido urico, 8-oh-2-deossiguanosina (mediante saggio immunologico competitivo).
Su campioni di saliva (T0; T1; T2) gli Autori misureranno le specie reattive dell'ossigeno e la capacità antiossidante totale (mediante risonanza paramagnetica) e cortisolo (mediante immunodosaggio competitivo).
- le cellule staminali saranno analizzate su campioni di sangue (a T0, T1, T2) (mediante citometria a flusso).
Verranno prelevati campioni di sangue (circa 6-12 ml) dalle vene degli avambracci (preferibilmente sull'arto non dominante); il plasma e gli eritrociti saranno separati mediante centrifuga a 1000×g per 10 min a 4°C. I campioni di urina saranno raccolti per svuotamento volontario in contenitori sterili. 1 mL di saliva sarà ottenuto mediante dispositivi Salivette (Sarstedt, Nümbrecht, Germania). I soggetti saranno istruiti ad astenersi dal bere, mangiare, fumare, lavarsi i denti e usare il collutorio nei 30 minuti precedenti la raccolta salivare.
Tutti i campioni saranno conservati in più aliquote a -80 °C fino al momento del dosaggio e scongelati solo una volta prima dell'analisi.
Con questa impostazione, l'accecamento di pazienti e ricercatori sarà impossibile a causa delle diverse caratteristiche strutturali. Tuttavia, i valutatori dei risultati saranno all'oscuro dell'assegnazione dei pazienti.
Tipo di studio
Iscrizione (Effettivo)
Fase
- Fase 2
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
-
-
Veneto
-
Padova, Veneto, Italia, 35135
- Human Physiology Institute, Department of Biomedical Sciences, University of Padova
-
-
Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
Accetta volontari sani
Sessi ammissibili allo studio
Descrizione
Criterio di inclusione:
- atleti professionisti
- eseguire almeno 3 sessioni di allenamento a settimana
Criteri di esclusione:
- precedente pneumotorace
- problemi con le manovre di compensazione
- epilessia nota
- fumatore attivo
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
- Scopo principale: Trattamento
- Assegnazione: Randomizzato
- Modello interventistico: Assegnazione parallela
- Mascheramento: Separare
Armi e interventi
Gruppo di partecipanti / Arm |
Intervento / Trattamento |
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Sperimentale: Ossigenazione iperbarica a bassa pressione (L-HBO)
Somministrazione di ossigeno iperbarico a bassa pressione a 1,45 ATA per 60 minuti, compresi i tempi di compressione e decompressione e una pausa d'aria di 3 minuti a metà tempo.
Per un totale di 20 sessioni (3-4 a settimana).
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come precedentemente descritto.
Altri nomi:
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Sperimentale: Ossigenazione iperbarica a pressione standard (HBO)
Somministrazione di ossigeno iperbarico a pressione standard a 2,5 ATA per 60 minuti, compresi i tempi di compressione e decompressione e una pausa d'aria di 3 minuti a metà tempo.
Per un totale di 20 sedute non consecutive (3-4 a settimana).
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come precedentemente descritto.
Altri nomi:
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Nessun intervento: Controllo
Gruppo di controllo di atleti, nessun intervento.
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Sperimentale: 30% O2
Somministrazione di miscela di aria con il 30% di O2, soggetti che respirano questa miscela per 60 minuti per un totale di 20 sedute non consecutive (3-4 a settimana).
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come precedentemente descritto
Altri nomi:
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Sperimentale: 50% O2
Somministrazione di miscela di aria con il 50% di O2, soggetti che respirano questa miscela per 60 minuti per un totale di 20 sedute non consecutive (3-4 a settimana).
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come precedentemente descritto
Altri nomi:
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Cambiamento nella produzione di specie reattive dell'ossigeno
Lasso di tempo: Su sangue e saliva: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Produzione di specie reattive dell'ossigeno (μmol min-1) (mediante risonanza paramagnetica)
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Su sangue e saliva: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Variazione della capacità antiossidante totale
Lasso di tempo: Su sangue e saliva: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Capacità antiossidante totale (per risonanza paramagnetica) (mM)
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Su sangue e saliva: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Variazione dei livelli di cortisolo
Lasso di tempo: Sulla saliva: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Cortisolo (mediante test immunologico competitivo) (ng/ml)
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Sulla saliva: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Variazione della concentrazione di nitriti e nitrati (NO2/NO3).
Lasso di tempo: Sulle urine: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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concentrazione di nitriti e nitrati (NO2/NO3) (mediante colorimetria basata sulla reazione di Griess) (μM)
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Sulle urine: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Variazione dell'ossido nitrico sintasi inducibile (iNOS)
Lasso di tempo: Sulle urine: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Ossido nitrico sintasi inducibile (mediante kit ELISA disponibile in commercio) (IU mL-1)
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Sulle urine: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Variazione dei livelli di aminotioli
Lasso di tempo: Sul sangue: variazione rispetto al basale (T0) della concentrazione di aminotioli dopo il test da sforzo (Tempo 1: il giorno dopo le misurazioni del basale) e al completamento dei trattamenti dopo un secondo test da sforzo (Tempo 3: 5 settimane dopo il basale)
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aminotioli totali (tot) e ridotti (rossi) (mediante spettroscopia di fluorescenza) (μmol L-1)
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Sul sangue: variazione rispetto al basale (T0) della concentrazione di aminotioli dopo il test da sforzo (Tempo 1: il giorno dopo le misurazioni del basale) e al completamento dei trattamenti dopo un secondo test da sforzo (Tempo 3: 5 settimane dopo il basale)
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Variazione dei livelli di citochine
Lasso di tempo: Sul sangue: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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IL-1 beta, IL-6, TNF-alfa (pg ml-1)
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Sul sangue: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Modifica dei marcatori di perossidazione lipidica
Lasso di tempo: Sulle urine: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Sui campioni di urina, valuteremo la perossidazione lipidica misurando la concentrazione di 8-isoprostano e 8-OH-deossiguanosina (mediante test immunologico competitivo) - (pg mg-1 creatinina)
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Sulle urine: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Modifica dei marcatori di danno renale
Lasso di tempo: Sulle urine: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Sui campioni di urina, valuteremo il danno renale misurando i livelli di creatinina (g-L-1), neopterina (μmol·mol-1 creatinina) e acido urico (mg/dl).
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Sulle urine: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Variazione dei livelli di 3-nitrotirosina
Lasso di tempo: Sulle urine: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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3-nitrotirosina (3-NT) (mediante test immunologico competitivo) (nM·L-1)
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Sulle urine: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Cambiamento nella mobilizzazione delle cellule staminali
Lasso di tempo: Sul sangue: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Cellule staminali (mediante citometria a flusso) (%)
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Sul sangue: al basale (T0), al completamento dei trattamenti (Tempo 1: 5 settimane dopo il basale) e 2 mesi dopo la fine dei trattamenti (Tempo 2)
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Collaboratori e investigatori
Sponsor
Collaboratori
Investigatori
- Investigatore principale: Gerardo Bosco, MD, PhD, University of Padova
- Direttore dello studio: Matteo Paganini, MD, University of Padova
Pubblicazioni e link utili
Pubblicazioni generali
- Fisher-Wellman K, Bloomer RJ. Acute exercise and oxidative stress: a 30 year history. Dyn Med. 2009 Jan 13;8:1. doi: 10.1186/1476-5918-8-1.
- Pedoto A, Nandi J, Yang ZJ, Wang J, Bosco G, Oler A, Hakim TS, Camporesi EM. Beneficial effect of hyperbaric oxygen pretreatment on lipopolysaccharide-induced shock in rats. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2003 Jul;30(7):482-8. doi: 10.1046/j.1440-1681.2003.03865.x.
- Bosco G, Yang ZJ, Nandi J, Wang J, Chen C, Camporesi EM. Effects of hyperbaric oxygen on glucose, lactate, glycerol and anti-oxidant enzymes in the skeletal muscle of rats during ischaemia and reperfusion. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2007 Jan-Feb;34(1-2):70-6. doi: 10.1111/j.1440-1681.2007.04548.x.
- Yang ZJ, Xie Y, Bosco GM, Chen C, Camporesi EM. Hyperbaric oxygenation alleviates MCAO-induced brain injury and reduces hydroxyl radical formation and glutamate release. Eur J Appl Physiol. 2010 Feb;108(3):513-22. doi: 10.1007/s00421-009-1229-9. Epub 2009 Oct 23.
- Bosco G, Yang ZJ, Di Tano G, Camporesi EM, Faralli F, Savini F, Landolfi A, Doria C, Fano G. Effect of in-water oxygen prebreathing at different depths on decompression-induced bubble formation and platelet activation. J Appl Physiol (1985). 2010 May;108(5):1077-83. doi: 10.1152/japplphysiol.01058.2009. Epub 2010 Feb 25.
- Morabito C, Bosco G, Pilla R, Corona C, Mancinelli R, Yang Z, Camporesi EM, Fano G, Mariggio MA. Effect of pre-breathing oxygen at different depth on oxidative status and calcium concentration in lymphocytes of scuba divers. Acta Physiol (Oxf). 2011 May;202(1):69-78. doi: 10.1111/j.1748-1716.2010.02247.x. Epub 2011 Mar 1.
- Nasole E, Nicoletti C, Yang ZJ, Girelli A, Rubini A, Giuffreda F, Di Tano A, Camporesi E, Bosco G. Effects of alpha lipoic acid and its R+ enantiomer supplemented to hyperbaric oxygen therapy on interleukin-6, TNF-alpha and EGF production in chronic leg wound healing. J Enzyme Inhib Med Chem. 2014 Apr;29(2):297-302. doi: 10.3109/14756366.2012.759951. Epub 2013 Jan 30.
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- Bosco G, Vezzani G, Mrakic Sposta S, Rizzato A, Enten G, Abou-Samra A, Malacrida S, Quartesan S, Vezzoli A, Camporesi E. Hyperbaric oxygen therapy ameliorates osteonecrosis in patients by modulating inflammation and oxidative stress. J Enzyme Inhib Med Chem. 2018 Dec;33(1):1501-1505. doi: 10.1080/14756366.2018.1485149.
- Moskowitz A, Andersen LW, Huang DT, Berg KM, Grossestreuer AV, Marik PE, Sherwin RL, Hou PC, Becker LB, Cocchi MN, Doshi P, Gong J, Sen A, Donnino MW. Ascorbic acid, corticosteroids, and thiamine in sepsis: a review of the biologic rationale and the present state of clinical evaluation. Crit Care. 2018 Oct 29;22(1):283. doi: 10.1186/s13054-018-2217-4.
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- Van Hooren B, Peake JM. Do We Need a Cool-Down After Exercise? A Narrative Review of the Psychophysiological Effects and the Effects on Performance, Injuries and the Long-Term Adaptive Response. Sports Med. 2018 Jul;48(7):1575-1595. doi: 10.1007/s40279-018-0916-2.
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- HEC-DSB/04-19
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