Cecha i ćwiczenia komórek sierpowatych, wpływ gorącego środowiska (TDex)

Wstęp

Anemia sierpowatokrwinkowa jest chorobą dziedziczną charakteryzującą się nieprawidłową hemoglobiną zwaną hemoglobiną S lub hemoglobiną sierpowatą w krwinkach czerwonych pacjentów. Postać homozygotyczna (hemoglobina SS) powoduje anemię sierpowatokrwinkową i jest najpoważniejszym rodzajem niedokrwistości sierpowatokrwinkowej. Choroba hemoglobiny SC i talasemia hemoglobiny Sβ to dwie inne powszechne formy niedokrwistości sierpowatokrwinkowej. Nosicielami cechy anemii sierpowatej są osoby, które odziedziczyły hemoglobinę S od jednego z rodziców i normalną hemoglobinę A od drugiego (heterozygotyczny AS). Ci ludzie są ogólnie zdrowi. Odnotowuje się jednak coraz więcej przypadków poważnych powikłań, zwłaszcza podczas wysiłków i przebywania na dużych wysokościach, takich jak zaburzenia hemoreologiczne i mikrokrążenia oraz rabdomioliza. Po 45 minutach marszu w temperaturze 33°C u nosicieli cechy anemii sierpowatej (AS) zaobserwowano zwiększony odsetek chorych na czerwonokrwinkę w porównaniu z osobami zdrowymi. Osoby z AS wykazywały również upośledzenie deformacji krwinek czerwonych w spoczynku, pod koniec i 24 godziny po maksymalnym wysiłku fizycznym w porównaniu z osobami zdrowymi AA, co wskazuje na wrażliwość krwinek czerwonych tych pozornie zdrowych osób. Sztywność krwinek czerwonych wraz z lepkością krwi również wzrosła w grupie AS w porównaniu z grupą AA, w konsekwencji wzrasta ryzyko incydentów naczyniowych. U sportowców i bojowników wojskowych zaobserwowano załamanie podczas ćwiczeń i nagłą śmierć związaną z cechą sierpowatokrwinkową. Wielu autorów zgłosiło kilka przypadków nagłej śmierci osób z ZA podczas ćwiczeń, jednak dokładne przyczyny pozostają bardzo słabo poznane.

Jako ograniczenia związane z wysiłkiem fizycznym w klimacie tropikalnym zaobserwowano zmniejszenie wydolności i wolemii z powodu odwodnienia, przekierowania objętości krwi do obszarów skórnych. Zgłaszano również zaburzenia metabolizmu węglowodanów.

Naszymi celami w tej pracy są:

• Aby scharakteryzować reakcję mikrokrążenia na ćwiczenia w gorącym środowisku u aktywnych młodych dorosłych z cechą anemii sierpowatej,
• Aby podkreślić mechanizmy biologiczne leżące u podstaw wszelkich swoistości odpowiedzi mikronaczyniowej nosicieli cech anemii sierpowatej,
• Opisanie naczyniowych konsekwencji poposiłkowych zaburzeń metabolicznych wywołanych wysiłkiem fizycznym w gorącym środowisku,
• Aby zrozumieć metabolizm glukozy na czczo i po posiłku w spoczynku, podczas i po wysiłku fizycznym,
• Aby przetestować regenerację w neutralnym środowisku termicznym (22 ° C) jako sposób na normalizację funkcji naczyniowych po wysiłku.

eksperymentalny protokół

Do badania zostanie włączonych trzydziestu ochotników płci męskiej (15 zdrowych: AA i 15 nosicieli cech anemii sierpowatej: AS) niepalących, w wieku 18-30 lat, BMI między 19 a 25 kg/m2, mieszkających na Karaibach od co najmniej 6 miesięcy. Wszyscy badani będą zdrowi i aktywni fizycznie (≥ 3h/tydzień) bez historii udaru cieplnego podczas ćwiczeń. Nie przyjmują żadnych leków i nie spożywają regularnie alkoholu.

Uczestnicy zostaną poddani czterem sesjom eksperymentalnym:

1. Sesja zapoznawcza na czczo w ciepłym otoczeniu (33°C), podczas którego zostaną zmierzone parametry spoczynkowe, takie jak wskaźnik przekrwienia reaktywnego, temperatura błony bębenkowej, częstość akcji serca, natlenienie mózgu i mięśni, prędkość fali tętna oraz elektrokardiogram (EKG). Następnie zostanie wykonany test intensywności wysiłku (VO2max) oraz wywiad lekarski.

   Pozostałe 3 sesje odbędą się wcześnie rano na czczo z 45 minutami ćwiczeń na ergocyklu. Ćwiczenie obejmuje 15 minut rozgrzewki, następnie uczestnicy zostaną poproszeni o jak najszybsze pedałowanie przez 6 sekund. Test trwający 6 sekund zostanie powtórzony dwa razy lub więcej z regeneracją za każdym razem. Podczas ćwiczeń kontrolowane będzie nawodnienie (2,5 ml wody/kg co 15 minut), mierzone będzie zużycie tlenu; oraz funkcje mikrokrążenia i próbki krwi pobrane w różnych momentach eksperymentu w każdej sesji (T0, T60, T75, T90, T120). Projekt tego badania to próba krzyżowa podzielona na 3 sesje przedstawione w losowej kolejności:

2. Ćwiczenia wykonywane w gorącym środowisku (33°C) z regeneracją w tym samym środowisku.
3. Ćwiczenia i regeneracja wykonywane w kontrolowanym (termoneutralnym) środowisku (22°C)
4. Ćwiczenia wykonywane w gorącym otoczeniu (33°C) z regeneracją w środowisku termoneutralnym (22°C).

Na koniec każdej sesji każdy uczestnik otrzyma standardowy posiłek.

Niniejsze badanie zostanie przeprowadzone zgodnie z wytycznymi opracowanymi w Deklaracji Helsińskiej, a wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Komitet Ochrony Osób Wschód-III. Od wszystkich uczestników zostanie uzyskana pisemna świadoma zgoda.

Procedury biochemiczne

Próbki krwi posłużą do badań hemoreologicznych (lepkość krwi, sztywność, agregacja i sierpowatość krwinek czerwonych itp.) Dawkowanie kinazy kreatynowej (CK-MM, MB), mioglobiny i troponiny zostanie wykonane w celu oceny stopnia rabdomiolizy i integralność serca.

Glikemia i laktatemia zostaną oznaczone za pomocą pasków. Testy kortyzolu, insuliny, adrenaliny, glukagonu i dehydrogenazy mleczanowej (LDH) zostaną wykonane przy użyciu odpowiednich zestawów.

Profil stanu zapalnego osocza zostanie określony poprzez pomiar markerów, takich jak mieloperoksydaza (MPO), dialdehyd malonowy (MDA), produkty białka zaawansowanego utleniania (AOPP), nitrotyrozyna i endotelina-1 przy użyciu odpowiednich zestawów.

Cząsteczki adhezyjne, takie jak VCAM-1, ICAM-1 i P-selektyna będą mierzone za pomocą zestawu ELISA firmy Diaclone lub Eurobio.

Stres oksydacyjny krwinek czerwonych zostanie oceniony poprzez pomiar stosunku glutationu GSSH/GSSG, dysmutazy ponadtlenkowej (SOD), katalazy i peroksydazy glutationowej (GPx).

Analiza statystyczna Dane zostaną wyrażone jako średnie z ich standardowymi błędami. Analizy statystyczne zostaną przeprowadzone przy użyciu SPSS dla MAC i p < 0,05 uznane za statystycznie istotne.

Wszystkie dane zostaną przeanalizowane przy użyciu ANOVA z powtarzanymi pomiarami, a następnie porównań post hoc z testem t-parów Studenta. Stosowane będą odpowiednio testy Kołmogorowa-Smirnowa, Newmana Keulsa i Duncana.

Oczekiwane wyniki

• Lepsze zrozumienie mechanizmów fizjopatologicznych prowadzących do ciężkich zdarzeń naczyniowych po wysiłku fizycznym w klimacie tropikalnym u zdrowych nosicieli anemii sierpowatokrwinkowej.
• Otwarcie ścieżek identyfikacji programów aktywności fizycznej i interwencji żywieniowych dostosowanych do pacjentów z anemią sierpowatą w gorącym środowisku.
• Zrozumienie mechanizmów prowadzących do zaburzeń metabolizmu glukozy w warunkach klimatu tropikalnego u osób z AA i ZZSK.