Черта серповидноклеточной анемии и упражнения, влияние жаркой среды (TDex)

Введение

Серповидноклеточная анемия представляет собой наследственное заболевание, характеризующееся аномальным гемоглобином, называемым гемоглобином S, или серповидным гемоглобином в эритроцитах субъектов. Гомозиготная форма (гемоглобин SS) вызывает серповидно-клеточную анемию и является наиболее тяжелой формой серповидно-клеточной анемии. Болезнь гемоглобина SC и талассемия гемоглобина Sβ являются двумя другими распространенными формами серповидноклеточной анемии. Носителями признаков серповидно-клеточной анемии являются лица, унаследовавшие гемоглобин S от одного родителя и нормальный гемоглобин А от другого (гетерозиготный АС). Эти люди обычно здоровы. Вместе с тем отмечается все больше случаев серьезных осложнений, особенно при нагрузках и пребываниях в условиях высокогорья, таких как гемореологические и микроциркуляторные нарушения, рабдомиолиз. У носителей серповидно-клеточного признака (АС) наблюдался повышенный процент заболеваемости эритроцитами по сравнению со здоровыми людьми после 45 минут ходьбы при температуре 33°C. У лиц с АС также наблюдалось ухудшение деформируемости эритроцитов в покое, в конце и через 24 часа после максимальных нагрузок по сравнению с нормальными людьми с АА, что свидетельствует об уязвимости эритроцитов у этих, казалось бы, здоровых субъектов. Жесткость эритроцитов наряду с вязкостью крови также увеличилась в группе АС по сравнению с группой АА, как следствие, увеличивается риск сосудистых катастроф. У спортсменов и военных бойцов наблюдались коллапс при физической нагрузке и внезапная смерть, связанные с признаками серповидно-клеточной анемии. Многие авторы сообщают о нескольких случаях внезапной смерти у людей с АС во время физической нагрузки, однако точные причины остаются очень плохо изученными.

В качестве ограничений, связанных с физическими упражнениями в тропическом климате, наблюдалось снижение силы и волемии за счет обезвоживания, отведение объема крови в кожные пространства. Сообщалось также о нарушении углеводного обмена.

Наши цели в этой работе:

• Чтобы охарактеризовать микроваскулярную реакцию на физические упражнения в жаркой среде у молодых людей с серповидно-клеточной активностью,
• Чтобы выделить биологические механизмы, лежащие в основе любой специфичности микроваскулярного ответа у носителей признаков серповидно-клеточной анемии,
• Чтобы описать сосудистые последствия постпрандиальных метаболических нарушений, вызванных физическими упражнениями в жаркой среде,
• Чтобы понять метаболизм глюкозы натощак и после приема пищи в состоянии покоя, во время и после тренировки,
• Проверить восстановление в нейтральной термической среде (22 °C) как средство нормализации функции сосудов после тренировки.

Экспериментальный протокол

В исследование будут включены 30 добровольцев мужского пола (15 здоровых: АА и 15 носителей признаков серповидно-клеточной анемии: АС), некурящих, в возрасте 18-30 лет, с ИМТ от 19 до 25 кг/м2, проживающих в Карибском бассейне не менее 6 месяцев. Все испытуемые будут в хорошем состоянии, физически активны (≥ 3 часов в неделю) без теплового удара во время физических упражнений в анамнезе. Они не принимают никаких лекарств и не употребляют регулярно алкоголь.

Участники пройдут четыре экспериментальные сессии:

1. Ознакомительный сеанс натощак в теплой среде (33 °C), во время которого будут измеряться параметры покоя, такие как индекс реактивной гиперемии, тимпаническая температура, частота сердечных сокращений, церебральная и мышечная оксигенация, скорость пульсовой волны и электрокардиограмма (ЭКГ). Затем будет проведен тест на интенсивность упражнений (VO2max) с последующим медицинским собеседованием.

   Остальные 3 занятия будут проводиться рано утром натощак с 45-минутной тренировкой на эргоцикле. Упражнение включает 15 минут разминки, затем участникам будет предложено крутить педали как можно быстрее в течение 6 секунд. Тест продолжительностью 6 секунд будет повторяться дважды или более с восстановлением каждый раз. Во время тренировки будет контролироваться гидратация (2,5 мл воды/кг каждые 15 минут), измеряться потребление кислорода; микрососудистую функцию и образцы крови, взятые в разное время эксперимента в каждом сеансе (Т0, Т60, Т75, Т90, Т120). Дизайн этого исследования представляет собой перекрестное испытание, разделенное на 3 сеанса, представленных в рандомизированном порядке:

2. Упражнения выполняются в жаркой среде (33 °С) с восстановлением в той же среде.
3. Упражнения и восстановление выполняются в контрольной (термонейтральной) среде (22 °C).
4. Упражнения выполняются в жаркой среде (33 °С) с восстановлением в термонейтральной среде (22 °С).

В конце каждой сессии каждому участнику будет предоставлен стандартизированный обед.

Это исследование будет проводиться в соответствии с руководящими принципами, разработанными в Хельсинкской декларации, и все процедуры были одобрены Комитетом по защите людей Восток-III. Письменное информированное согласие будет получено от всех участников.

Биохимические процедуры

Образцы крови будут использоваться для гемореологических тестов (вязкость крови, жесткость, агрегационная способность и серповидность эритроцитов и т. д.). Дозировка креатинкиназы (CK-MM, MB), миоглобина и тропонина будет проводиться для оценки степени рабдомиолиза и целостность сердца.

Гликемия и лактатемия будут определяться с помощью полосок. Анализы кортизола, инсулина, адреналина, глюкагона и лактатдегидрогеназы (ЛДГ) будут проводиться с использованием соответствующих наборов.

Профиль воспаления в плазме будет определяться путем измерения таких маркеров, как миелопероксидаза (МПО), малоновый диальдегид (МДА), белковые продукты продвинутого окисления (AOPP), нитротирозин и эндотелин-1 с использованием соответствующих наборов.

Молекулы адгезии, такие как VCAM-1, ICAM-1 и P-селектин, будут измеряться с использованием набора ELISA от Diaclone или Eurobio.

Окислительный стресс в эритроцитах будет оцениваться путем измерения соотношения глутатиона GSSH/GSSG, супероксиддисмутазы (SOD), каталазы и глутатионпероксидазы (GPx).

Статистический анализ. Данные будут выражены как средние с их стандартными ошибками. Статистический анализ будет выполняться с помощью SPSS для MAC, и p < 0,05 считается статистически значимым.

Все данные будут проанализированы с использованием повторных измерений ANOVA с последующим апостериорным сравнением с парным t-критерием Стьюдента. При необходимости будут применяться тесты Колмогорова-Смирнова, Ньюмана-Кеулса и Дункана.

Ожидаемые результаты

• Лучшее понимание физиопатологических механизмов, ведущих к тяжелым сосудистым событиям после физических упражнений в тропическом климате у здоровых носителей серповидно-клеточной анемии.
• Открытие путей для определения программ физической активности и диетических вмешательств, адаптированных для пациентов с серповидно-клеточной анемией в жаркой среде.
• Понимание механизмов, приводящих к нарушению метаболизма глюкозы в условиях тропического климата у лиц с АА и АС.