Valutazione dell'ossigenazione muscolare e della dinamica di recupero in individui con osteoartrite del ginocchio

L'osteoartrite del ginocchio (OA) è un disturbo articolare degenerativo associato a dolore, debolezza muscolare e limitazioni funzionali che influiscono negativamente sulle prestazioni muscolari dell'arto inferiore.
Studi precedenti hanno riportato alterazioni strutturali e fisiologiche nel muscolo quadricipite in individui con OA del ginocchio, in particolare nel vasto mediale obliquo (VMO).
Queste alterazioni includono ridotta area della sezione trasversale muscolare, aumento dell'infiltrazione di grasso intramuscolare, alterazioni vascolari e compromessa attivazione neuromuscolare, che possono contribuire a una diminuzione della stabilità articolare del ginocchio e alla progressione della malattia.

L'ossigenazione muscolare (SmO₂) è un importante parametro fisiologico che riflette l'equilibrio tra apporto e utilizzo di ossigeno nel muscolo scheletrico e fornisce informazioni oggettive sulla funzione metabolica e circolatoria muscolare.
Nonostante la potenziale rilevanza di SmO₂ nella comprensione della disfunzione del quadricipite nell'OA del ginocchio, gli studi che indagano le risposte di ossigenazione indotte dall'esercizio e le dinamiche di recupero in questa popolazione rimangono limitati.

Questo studio osservazionale, comparativo trasversale mira a valutare le dinamiche di SmO₂ del VMO in individui con OA del ginocchio e confrontare questi parametri con controlli sani abbinati per età e sesso.
Lo studio indagherà anche le associazioni tra i parametri di SmO₂, la forza muscolare, le prestazioni funzionali e l'intensità del dolore.

Individui diagnosticati con OA del ginocchio da un medico di medicina fisica e riabilitazione e volontari sani che soddisfano i criteri di eleggibilità saranno invitati a partecipare.
Il consenso informato scritto sarà ottenuto da tutti i partecipanti prima della partecipazione.
I partecipanti che soddisfano i criteri di inclusione saranno assegnati a due gruppi: un gruppo con OA del ginocchio e un gruppo di controllo sano.
Tutti i partecipanti sottoposti alle stesse procedure di valutazione durante una singola sessione di valutazione.

In conformità con le raccomandazioni dell'Osteoarthritis Research Society International (OARSI), nei partecipanti con OA bilaterale del ginocchio, il ginocchio target per l'analisi sarà determinato utilizzando una strategia predefinita: (1) sarà selezionato il ginocchio con maggiore dolore a riposo o durante l'attività; (2) se i livelli di dolore sono uguali, sarà selezionato il ginocchio con maggiore severità radiografica (grado Kellgren-Lawrence); (3) se sia il dolore che la severità radiografica sono uguali, la gamba dominante (l'arto preferito per calciare un pallone) sarà designata come ginocchio target.
Il ginocchio target servirà come ginocchio di riferimento per le misurazioni di follow-up, inclusi SmO₂ e valutazioni cliniche specifiche per il ginocchio.

A nostra conoscenza, nessuno studio precedente ha confrontato direttamente i parametri di SmO₂ tra individui con OA del ginocchio e controlli sani.
Pertanto, uno studio che indaga i cambiamenti di SmO₂ in un gruppo muscolare simile e utilizza la stessa tecnica di misurazione in individui sottoposti a ricostruzione del legamento crociato anteriore è stato utilizzato come riferimento.
La stima della dimensione del campione è stata eseguita utilizzando il software G*Power (versione 3.1) basato su un modello di test t per campioni indipendenti a due code per confrontare la differenza media tra due gruppi.
La dimensione dell'effetto riportata per SmO₂ del VMO nello studio di riferimento (Cohen's d = 1.02) è stata utilizzata per il calcolo.
Con un livello alfa di 0,05, una potenza statistica di 0,80 e un rapporto di allocazione dei gruppi di 1:1, la dimensione del campione richiesta è stata calcolata come 17 partecipanti per gruppo, risultando in un totale di 34 partecipanti.

Prima delle misurazioni, i partecipanti riposeranno in posizione seduta per 10 minuti.
L'intensità del dolore sarà valutata utilizzando la Scala Analogica Visiva (VAS).
Dopo il periodo di riposo, le misurazioni di SmO₂ saranno eseguite utilizzando un dispositivo di spettroscopia nel vicino infrarosso (Moxy Monitor) posizionato sopra il muscolo VMO.
I valori di SmO₂ basali saranno registrati durante un periodo di misurazione di 60 secondi.

Dopo la misurazione basale, i partecipanti eseguiranno un compito di esercizio di mini-squat standardizzato.
Il mini-squat è stato selezionato come esercizio sicuro e funzionale a catena chiusa comunemente utilizzato in individui con osteoartrite del ginocchio per attivare la muscolatura dell'arto inferiore, ed è stato combinato con adduzione isometrica dell'anca utilizzando una palla posta tra le ginocchia per migliorare l'attivazione del vasto mediale obliquo e la stabilizzazione mediale del ginocchio.
Immediatamente dopo l'esercizio, l'ossigenazione muscolare del VMO sarà monitorata e il processo di recupero sarà registrato.
Il tempo di recupero sarà definito come la durata necessaria affinché il valore di SmO₂ ritorni al suo livello basale mentre il partecipante riposa in posizione seduta.

Dopo il completamento delle misurazioni di recupero, i partecipanti riposeranno per 10 minuti per minimizzare gli effetti della fatica.
Successivamente, la forza muscolare sarà valutata utilizzando un dinamometro isocinetico attraverso contrazioni isometriche volontarie massimali di estensione del ginocchio eseguite a 15° di flessione del ginocchio.
Questo angolo articolare è stato selezionato perché il vasto mediale obliquo dimostra una maggiore attivazione vicino all'estensione terminale del ginocchio.
Inoltre, il test a 15° posiziona il quadricipite in una posizione biomeccanicamente vantaggiosa per la produzione di coppia riducendo al minimo lo stress articolare.
I partecipanti eseguiranno tre contrazioni massimali, ciascuna della durata di circa 6 secondi, con incoraggiamento verbale standardizzato e intervalli di riposo di 60 secondi; il valore medio della coppia di picco sarà utilizzato per l'analisi.
Le prestazioni funzionali saranno quindi valutate utilizzando il Test di Seduta e Alzata in 30 Secondi.
Tutte le misurazioni saranno eseguite durante una singola sessione e i partecipanti non saranno seguiti longitudinalmente.

Le analisi statistiche saranno eseguite utilizzando SPSS.
La distribuzione dei dati sarà valutata utilizzando test di normalità.
Le statistiche descrittive saranno presentate come media ± deviazione standard o mediana, a seconda dei casi.
Le differenze di gruppo tra individui con OA del ginocchio e controlli sani saranno analizzate utilizzando il test t per campioni indipendenti o il test U di Mann-Whitney.
Le associazioni tra i parametri di ossigenazione muscolare, la forza muscolare, le prestazioni funzionali e il dolore saranno esaminate utilizzando analisi di correlazione di Pearson o Spearman.
Un valore p < 0,05 sarà considerato statisticamente significativo.