镰状细胞性状与运动、热环境的影响 (TDex)

介绍

镰状细胞病是一种遗传性疾病，其特征在于受试者的红细胞中称为血红蛋白S或镰状血红蛋白的异常血红蛋白。 纯合形式（血红蛋白 SS）导致镰状细胞性贫血，是最严重的镰状细胞病。 血红蛋白 SC 病和血红蛋白 Sβ 地中海贫血是镰状细胞病的另外两种常见形式。 镰状细胞性状携带者是从一个父母那里继承了血红蛋白 S 并从另一个父母那里继承了正常血红蛋白 A 的人（杂合子 AS）。 这些人一般都很健康。 然而，越来越多的严重并发症已被报道，尤其是在高海拔地区努力和停留期间，如血液流变学和微循环障碍以及横纹肌溶解症。 在 33°C 的温度下步行 45 分钟后，与正常个体相比，镰状细胞性状 (AS) 携带者的红细胞患病百分比增加。 与正常个体 AA 相比，AS 个体在静息、运动结束时和最大运动后 24 小时的红血变形能力也有所下降，这表明这些看似健康的受试者的红细胞脆弱。 与 AA 组相比，AS 组的红细胞硬度和血液粘度也增加，因此血管意外的风险增加。 在运动员和军事战士中，已经观察到与镰状细胞特征相关的运动崩溃和猝死。 许多作者在运动期间报告了 AS 个体猝死的多起病例，但确切原因仍知之甚少。

由于与热带气候下的运动有关的限制，观察到由于脱水、血容量转移到皮肤区域而导致的力量和血容量减少。 据报道，碳水化合物代谢受损。

我们在这项工作中的目标是：

• 为了表征镰状细胞性状活跃的年轻人在炎热环境中对运动的微血管反应，
• 为了突出镰状细胞性状携带者任何微血管反应特异性的生物学机制，
• 为了描述在炎热环境中运动引起的餐后代谢紊乱对血管的影响，
• 了解空腹和餐后葡萄糖在休息、运动期间和运动后的代谢，
• 测试中性热环境 (22 °C) 中的恢复情况，作为使运动后血管功能正常化的一种手段。

实验方案

三十名男性志愿者（15 名健康：AA 和 15 名镰状细胞性状携带者：AS）不吸烟，年龄在 18-30 岁之间，BMI 在 19 和 25kg/m2 之间，在加勒比地区居住至少 6 个月，将参加该研究。 所有受试者都身体健康（≥ 3 小时/周），在运动期间没有中暑史。 他们不服用任何药物，也不经常饮酒。

参与者将接受四个实验课程：

1. 在温暖的环境 (33 °C) 中进行禁食熟悉课程，其中将测量反应性充血指数、鼓膜温度、心率、大脑和肌肉氧合、脉搏波速度和心电图 (ECG) 等静息参数。 然后将进行运动强度测试 (VO2max)，然后进行体检。

   其他 3 节课将在清晨禁食时进行，并进行 45 分钟的 ergocycle 运动。 练习包括 15 分钟的热身，然后参与者将被要求尽可能快地踩踏板 6 秒。 6 秒的测试将重复两次或更多次，每次恢复。 运动过程中，控制水分（每15分钟2.5毫升水/千克），测量耗氧量；以及微血管功能和在每个会话的不同实验时间（T0、T60、T75、T90、T120）采集的血液样本。 本研究的设计是一项交叉试验，分为以随机顺序呈现的 3 个疗程：

2. 在炎热环境 (33 °C) 中进行的锻炼在相同环境中进行恢复。
3. 在控制（热中性）环境 (22 °C) 中进行的锻炼和恢复
4. 在热环境 (33 °C) 中进行的锻炼在热中性环境 (22 °C) 中恢复。

在每次会议结束时，将向每位参与者提供标准化膳食。

这项研究将按照赫尔辛基宣言中制定的指导方针进行，所有程序均已获得 East-III 人员保护委员会的批准。 将从所有参与者处获得书面知情同意书。

生化程序

血液样本将用于血液流变学测试（血液粘度、硬度、聚集性和红细胞镰状化等）。将进行肌酸激酶（CK-MM、MB）、肌红蛋白和肌钙蛋白的剂量，以评估横纹肌溶解的程度和诚信的心。

将使用试纸测定血糖和乳酸血症。 将使用适当的试剂盒进行皮质醇、胰岛素、肾上腺素、胰高血糖素和乳酸脱氢酶 (LDH) 测定。

血浆炎症概况将通过使用合适的试剂盒测量标记物来确定，例如髓过氧化物酶 (MPO)、丙二醛 (MDA)、高级氧化蛋白产物 (AOPP)、硝基酪氨酸和内皮素-1。

VCAM-1、ICAM-1 和 P-选择素等粘附分子将使用来自 Diaclone 或 Eurobio 的 ELISA 试剂盒进行测量。

将通过测量谷胱甘肽比率 GSSH/GSSG、超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶 (GPx) 来评估对红细胞的氧化应激。

统计分析数据将表示为平均值及其标准误差。 将使用 SPSS 对 MAC 进行统计分析，p < 0·05 被认为具有统计学意义。

所有数据都将使用重复测量方差分析进行分析，然后使用学生配对 t 检验进行事后比较。 将酌情应用 Kolmogorov-Smirnov、Newman Keuls 和 Duncan 的测试。

预期成果

• 更好地了解健康镰状细胞携带者在热带气候下进行体育锻炼后导致严重血管事件的生理病理机制。
• 开放轨道以识别适合炎热环境中镰状细胞病患者的身体活动计划和营养干预措施。
• 了解导致 AA 和 AS 受试者在热带气候下葡萄糖代谢紊乱的机制。