Definiowanie zmian czasowych w odpowiedzi ostrej fazy podczas ćwiczeń stopniowanych: badanie prospektywne

Urazy, począwszy od cięcia papieru, które ledwo rozdziera skórę, po wypadek samochodowy z dużą prędkością, który rozdziera mięśnie i kości, powoduje przerwanie przedziałów tkankowych. To naruszenie przedziałów naraża tkankę na cztery główne problemy: 1) krwawienie, 2) podatność na infekcje, 3) niedotlenienie i 4) dysfunkcję tkanki. Reakcja ostrej fazy (APR) to system fizjologiczny, który rozwiązuje te cztery problemy związane z kontuzją. Jest on podzielony na dwie odrębne czasowo fazy: przetrwanie i naprawa. Faza przetrwania wykorzystuje koagulację i stan zapalny do tymczasowego uszczelnienia naruszonych przedziałów w celu zatrzymania krwawienia i zapobieżenia rozprzestrzenianiu się infekcji. Po ustąpieniu zagrażających życiu problemów krwotocznych i podatności na infekcje organizm wchodzi w fazę naprawy, w której pracuje nad przywróceniem zaburzonego ukrwienia i regeneracją uszkodzonych tkanek. Procesy te, połączone ze sobą, zastępują tymczasowy uszczelniacz i przywracają uszkodzoną tkankę do pierwotnej formy i funkcji.

Plazmina jest kluczową proteazą fibrynolityczną, która przenosi APR z przeżycia do naprawy. Plazmina jest tradycyjnie znana ze swojej zdolności do rozkładania skrzepów fibrynowych. Wcześniejsze prace wykazały, że plazmina aktywuje również wiele celów poza degradacją fibryny, które są niezbędne do gojenia się tkanki mięśniowo-szkieletowej. Plazmina inicjuje naprawę uszkodzonej tkanki poprzez usunięcie tymczasowego spoiwa fibrynowego wymaganego do hemostazy, co umożliwia maszynom naprawczym dostęp do miejsca urazu. Następnie plazmina aktywuje proteazy, które promują angiogenezę i różnicowanie komórek, stymulując regenerację tkanek. Bez odpowiedniej aktywności plazminy organizm nie może przejść od przeżycia do naprawy i nie jest w stanie odtworzyć przedziałów uszkodzonych przez uraz.

Wszystkie uszkodzenia tkanek aktywują odpowiedź ostrej fazy. Ćwiczenia są formą ograniczonego uszkodzenia tkanki, która wykorzystuje korzystne efekty odpowiedzi ostrej fazy do budowy mięśni i promowania ogólnego stanu zdrowia. Biorąc pod uwagę, że kontrolowany uraz podczas ćwiczeń minimalizuje przerwanie przedziału, istnieje ograniczona potrzeba reagowania na krwotok lub powstrzymanie infekcji (przeżycie). Ćwiczenia zwiększają metaboliczne zapotrzebowanie mięśni do tego stopnia, że ​​przewyższają podaż utlenowanej krwi i powodują utrzymujące się niedotlenienie. W odpowiedzi na niedotlenienie plazmina stymuluje angiogenezę i aktywuje komórki zaangażowane w regenerację (naprawę) tkanek. W fizjologii ćwiczeń, jeśli uniknie się poważnego urazu, organizm omija w ten sposób fazę przetrwania i przechodzi do wczesnej i przedłużonej fazy regeneracji.

Pomimo badań wykazujących zmiany w APR podczas ćwiczeń, związek między intensywnością ćwiczeń a stopniem aktywacji APR nie jest jeszcze dobrze określony [8-10]. Naszym celem jest lepsze zrozumienie dokładnych zmian w APR, aby zmaksymalizować reparacyjny potencjał ćwiczeń. Stawiamy hipotezę, że ćwiczenia o umiarkowanej intensywności selektywnie wzmacniają fibrynolizę za pośrednictwem plazminy (naprawa) bez indukowania ramienia prokoagulacyjnego APR (przeżywalność). Ponadto proponujemy, aby ogólnoustrojowa aktywacja fibrynolizy osiągnięta podczas ćwiczeń promowała globalne zdrowie tkanek w przestrzennie różnych lokalizacjach oprócz miejsca początkowego uszkodzenia tkanki (mięśnie niedotlenione). Aby to ocenić, zdefiniujemy dokładne czasowe zmiany APR u zdrowych osób uczestniczących w ćwiczeniach o stopniowanej intensywności (odpoczynek, lekki i umiarkowany). Poprzez wyjaśnienie dokładnej czasowej aktywacji APR w odniesieniu do intensywności ćwiczeń, może to umożliwić przyszłym badaniom opracowanie schematu ćwiczeń, który wykorzystuje potencjał naprawczy fibrynolizy, unikając jednocześnie potencjalnie szkodliwej aktywacji prokoagulacyjnej fazy przeżycia APR .

Celem tego badania jest wyszczególnienie dokładnych czasowych zmian w APR, które występują w odpowiedzi na ćwiczenia, w celu określenia rodzajów ćwiczeń, które nadają maksymalną reparacyjną fibrynolizę. Opublikowane badania i wstępne badania przeprowadzone w naszym laboratorium sugerują, że różne rodzaje ćwiczeń preferencyjnie aktywują fibrynolizę zamiast krzepnięcia, promując w ten sposób poprawę ogólnego stanu tkanek [8]. W związku z tym pomiar markerów APR u zdrowych osób 1) w spoczynku, 2) podczas chodzenia (ćwiczenia o małej intensywności), 3) biegania (ćwiczenia o umiarkowanej intensywności) oraz 4) po biegu długodystansowym (maraton) pozwoli nam ustalić linii bazowej czasowych zmian w APR, które pozwalają uniknąć aktywacji fazy przeżycia prokoagulantu, jednocześnie maksymalizując fazę naprawy.

Konkretne cele

1. Pomiar odpowiedzi ostrej fazy fibrynolizy, zużycia plazminogenu i profili stanu zapalnego u zdrowych osób przed i po stopniowanym wysiłku fizycznym (w spoczynku, o małej intensywności, o średniej intensywności) oraz po długotrwałym wysiłku o średniej intensywności, zdefiniowanym przez zmiany w fibrynolizie, zużyciu plazminogenu i odpowiedź zapalna.
2. Śledzenie APR poprzez modulowane ćwiczenia w celu określenia rodzaju ćwiczeń, które zwiększają korzyści fizjologiczne i ograniczają szkody.