Metabolismo energetico, funzionalità epatica e renale nei maratoneti adolescenti

ali.ma@wecistanche.com

Natthapon Traiperm, et al

* Dipartimento di Scienze Motorie, Sezione Medica, Università di Innsbruck, Innsbruck, Austria.

* Dipartimento di Scienze Applicate e Ingegneria, Khon Kaen University, Nong Khai Campus, Nong Khai, Thailandia

ASTRATTO

Sfondo

Per studiare i parametri del metabolismo energetico,fegatoerenefunzionenei corridori adolescenti che completano una corsa standard di 42-2-km di maratona.

Disegno

Studio osservazionale sul campo.

Materiali e metodi

Hanno partecipato allo studio 50 adolescenti (30 maschi sani e 20 femmine sane) di età compresa tra i 13 ei 17 anni. Tutti i partecipanti sono stati sottoposti a screening medico di routine. Sono stati prelevati campioni di sangue prima, alla fine e 24 ore dopo una maratona competitiva per studiare i parametri del metabolismo,fegato, erenefunzione.

Risultati

Quarantasette corridori hanno completato la gara con un tempo medio di arrivo di 4 h 57 min 24 s (intervallo: da 3 h 17 min 09 s a 6 h 14 min 01 s). Nessuno dei partecipanti ha subito un evento medico avverso durante o dopo la maratona. I risultati indicano un'ossidazione lipidica predominante durante e dopo la maratona, segni di danno epatico minore e una riduzione solo transitoriarenefunzionecausato dalla maratona negli adolescenti.

Conclusione

I risultati osservati sono molto simili a quelli riportati negli adulti sani. Non ci sono prove difegatoorenelesionenei corridori adolescenti che partecipano a una maratona standard.

Parole chiave: Adolescenti, parametri biochimici, metabolismo, corsa.

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introduzione

Negli ultimi decenni, la maratona è diventata sempre più popolare anche nella fascia di età inferiore ai 18 anni. Pertanto, non sorprende che migliaia di giovani maratoneti abbiano partecipato alla Maratona di Los Angeles e dal 1982 a 2005, quasi 300 giovani corridori hanno completato la Maratona di Twin Cities con tempi di arrivo che andavano da 2 :53:00-6:10:00. Il partecipante più giovane a questi set di dati aveva 7 anni [1]. Non si sono verificate gravi emergenze e nessuna ha richiesto fluidi per via endovenosa o ricovero in ospedale [1]. Tuttavia, nei corridori adulti sono stati riportati effetti deleteri di un esercizio faticoso prolungato, come anomalie elettrolitiche, rabdomiolisi, infarto miocardico acuto e morte cardiaca improvvisa [2]. Per i giovani corridori (età < 18),="" i="" dati="" sono="" molto="" limitati,="" rendendo="" difficile="" la="" valutazione="" del="" rischio.="" recentemente="" sono="" stati="" pubblicati="" due="" studi="" sui="" maratoneti="" adolescenti="" [3,4].="" i="" risultati="" principali="" di="" queste="" indagini="" sono="" stati="" che="" i="" marcatori="" di="" danno="" miocardico="" (es.="" troponina="" t="" e="" i)="" sono="" elevati="" immediatamente="" dopo="" una="" maratona="" ma="" ritornano="" al="" valore="" basale="" 24="" ore="" dopo="" l'arrivo="" [3].="" inoltre,="" sono="" stati="" segnalati="" lievi="" cambiamenti="" nei="" livelli="" di="" elettroliti="" plasmatici="" senza="" alcun="" caso="" di="" iper-="" o="" iponatriemia="" subito="" dopo="" aver="" terminato="" una="" maratona="" [4].="" a="" causa="" della="" natura="" transitoria="" di="" questi="" cambiamenti,="" questi="" autori="" hanno="" concluso="" che="" l'aumento="" dei="" marker="" cardiaci="" può="" essere="" una="" risposta="" fisiologica="" piuttosto="" che="" patologica="" e="" che="" i="" corridori="" adolescenti="" ben="" addestrati="" e="" istruiti="" non="" sono="" a="" rischio="" di="" sviluppare="" cambiamenti="" elettrolitici="" o="" ematologici="" clinicamente="" significativi="" [3,="">

Oltre agli effetti della maratona sul cuore e sull'omeostasi dei fluidi, il grado di potenziale danno d'organo, cioè dellafegatoerenedopo la rabdomiolisi, è stato studiato raramente ed è quasi sconosciuto per i giovani partecipanti [2]. McCullough et al. [2] hanno scoperto che negli adulti, circa il 40% dei maratoneti ha sperimentato un aumento transitorio della creatinina sierica che soddisfaceva i criteri per l'acutarenelesione. Questo aumento, tuttavia, si è risolto entro 24 ore [2]. Negli adolescenti che eseguono una mezza maratona, Tian et al. [5] hanno riportato lievi diminuzioni della funzione renale che sono persistite per 24 ore dopo la gara. Gli autori hanno concluso che nei corridori adolescenti, la normalizzazione della funzione renale potrebbe essere ritardata rispetto agli adulti e che sono necessari ulteriori studi per stabilire intervalli di riferimento per questa popolazione [5]. Rispetto ai parametri difegatofunzione, sono stati segnalati aumenti dei valori di aspartato aminotransferasi (AST), alanina aminotransferasi (ALT), gamma-glutamil transferasi (c-GT), lattato deidrogenasi e fosfatasi alcalina (ALP) dopo la corsa di maratona o ultra-maratona che implicano alcuni danni allo scheletro cellule muscolari ed epatiche [6,7]. Tuttavia, tutti questi cambiamenti sono stati segnalati per i maratoneti adulti e, anche se si può presumere che i corridori adolescenti si comportino in modo simile, ad oggi non esistono dati che verifichino tali ipotesi. Pertanto, l'obiettivo di questo studio era di indagare gli effetti della maratona ricreativa sui parametri del metabolismo,fegato, erenefunzionein un ampio campione di giovani corridori adolescenti maschi e femmine. Abbiamo ipotizzato che simile ai maratoneti adulti renali efegato funzionesarebbe danneggiato subito dopo la maratona, ma si riprenderebbe almeno in parte durante le 24 ore successive alla corsa.

Materiali e metodi

A seguito dell'approvazione del Comitato etico per la ricerca umana dell'Università di Khon Kaen, 30 adolescenti maschi sani e 20 femmine sane di età compresa tra 13 e 17 anni ei loro genitori hanno dato il consenso informato scritto per la partecipazione allo studio. I partecipanti sono stati sottoposti a un esame fisico di routine comprendente anamnesi di preparazione medica e atletica, esame cardiorespiratorio compreso record di elettrocardiogramma (ECG), esami neurologici e ortopedici. Nessuno dei partecipanti ha mostrato segni ECG anormali. Inoltre, tutti i partecipanti hanno eseguito test da sforzo submassimali per stimare il consumo massimo di ossigeno secondo Astrand et al. [8]. Ogni corridore aveva un carico di allenamento medio approssimativo di 40 km a settimana. Le caratteristiche di base sono riportate nella Tabella 1. Tutti i partecipanti hanno corso la maratona a un ritmo individuale conforme alle loro capacità di corsa. Erano liberi di fermarsi ogni volta che si sentivano sovraffaticati.

I campioni di sangue sono stati prelevati la mattina presto 2 giorni prima della gara di maratona, subito dopo la gara, e 24 h dopo la gara, ovvero contemporaneamente al prelievo pregara. Ogni giorno, il tecnico medico prelevava 10 ml di sangue dalla vena antecubitale. I campioni sono stati immediatamente centrifugati e trasportati su ghiaccio secco al laboratorio dell'ospedale Srinakarin, Facoltà di Medicina e Facoltà di Scienze Mediche Associate, Università di Khon Kaen. La maratona è iniziata alle 04:15 del 23 gennaio 2011. I liquidi erano disponibili gratuitamente in 22 stazioni di bevande comprese le tende di pronto soccorso e sei stazioni di bevande sportive (bevanda elettrolitica; Sponsor, Thailandia) lungo il percorso. Per una descrizione dettagliata della razza, vedere Traiperm et al. [3,4].
The Automate Chemistry Cobas 6000 analyzers (Roche Diagnostics 9115, Hague Road, PO Box 50457, Indianapolis, IN 46250-0457, USA) was used to determine levels of hemoglobin, hematocrit, glucose, uric acid, creatinine, total, indirect and direct bilirubin, cholesterol, ALP, ALT, AST, and serum urea nitrogen (BUN). Due to financial restrictions, creatine kinase and myoglobin levels (Automate Chemistry Cobas 6000 analyzer, see above) were available solely in a subsample of 37 participants (male: n = 19; female, n = 18; age: 15.7 +-1.4 years; weight: 53.7 +-10.0 kg; height: 166.1 +-9.8 cm). Plasma volume changes were calculated according to Dill & Costill and Gillen et al. [9,10]. Glomerular fifiltration rate (GFR) was estimated using the formula: GFR = height (cm) 9 constant/serum creatinine (mg/dL). For female adolescents (>12 anni), la costante è stata fissata a 0 55 e per gli adolescenti maschi a 0 70 [11].

L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando il pacchetto software statistico SPSS versione 19.0 (SPSS, Inc., Chicago, Illinois, USA). ANOVA per misure ripetute e test t di Student post hoc sono stati utilizzati per valutare i cambiamenti dei biomarcatori tra i valori basali e post-gara (immediatamente e 24 ore dopo la gara). Le analisi di correlazione (Pearson) sono state applicate per esaminare le relazioni tra i cambiamenti di mioglobina e CK con i cambiamenti difegatoereneparametri. L'analisi di regressione lineare multipla graduale è stata utilizzata per prevedere le prestazioni della gara in base a variabili esplicative selezionate. Il valore AP di < 0="" 05="" è="" stato="" considerato="" significativo.="" tutti="" i="" valori="" sono="" espressi="" come="" mezzi="" -="">

La relazione dello studio è conforme alla dichiarazione STROBE insieme ai riferimenti alla dichiarazione STROBE e alle più ampie linee guida EQUA-TOR (Simera et al. Edizione di gennaio 2010 di EJCI).

Risultati

I corridori maschi avevano in media 16-7 anni e le femmine 14-7 anni. La maturazione sessuale può quindi essere paragonabile tra maschi e femmine. A nostra conoscenza, tutte le ragazze avevano le mestruazioni. L'allenamento di corsa di circa 40 km settimanali faceva parte dell'insegnamento sportivo a scuola ed era lo stesso per tutti i partecipanti; tuttavia, l'esperienza di corsa differiva ampiamente tra i corridori (Tabella 1).

Quarantasette corridori adolescenti hanno completato la gara. Il giorno della gara, la temperatura dell'aria ambiente era compresa tra 16,6 gradi e 24,5 gradi e l'umidità relativa durante la gara era compresa tra il 45 percento e l'82 percento. Il tempo medio di fine era di 4 h 57 min 24 s (intervallo: da 3 h 17 min 09 s a 6 h 14 min 01 s). Nessun partecipante ha subito un evento medico avverso che ha richiesto cure mediche durante o dopo la gara.

Durante la gara, la massa corporea dei partecipanti è diminuita da 55,1 più -9,5 kg prima a 53,4 più - 9,5 kg subito dopo la gara e il volume plasmatico è aumentato di 11.0 più {{10}}.0 percento e 6,2 più - 8,5 percento rispettivamente da prima a immediatamente e 24 ore dopo la gara. I cambiamenti nella massa corporea erano strettamente correlati ai tempi di gara individuali anche nei corridori maschi e femmine (Fig. 1). L'analisi di regressione multipla graduale con tempo di gara come variabile dipendente ed età, massa corporea, VO2max stimato e cronologia dell'allenamento come variabili esplicative ha rivelato che solo il VO2max individuale stimato era debolmente predittivo per le prestazioni di gara nei maschi (R2=0.2, P=0.02) e più forte per le femmine (R2=0.6, P <>

Metabolismo energetico, parametri del fegato erenefunzioneprima, immediatamente e 24 ore dopo la maratona sono mostrati nella Tabella 2.

Si è verificato un aumento statisticamente significativo (P <{0}}.05) dei="" livelli="" di="" glucosio="" nel="" sangue,="" alt,="" ast,="" bun,="" creatinina="" e="" gfr="" subito="" dopo="" la="" gara.="" ventiquattro="" ore="" dopo="" che="" i="" valori="" di="" gara="" erano="" tornati="" verso="" la="" linea="" di="" base,="" ad="" eccezione="" di="" alt="" e="" ast.="" ciò="" vale="" anche="" quando="" questi="" parametri="" chiave="" sono="" stati="" corretti="" per="" le="" variazioni="" del="" volume="" plasmatico="" ma="" l'aumento="" di="" alt="" (39,32="" più="" -="" 13,15="" u/l),="" ast="" (15,04="" più="" -="" 8,18="" u/l),="" bun="" (16,93="" più="" -="" 4,19="" mg/dl),="" creatinina="" (1,05="" più="" -0,22="" mg/dl)="" e="" la="" diminuzione="" della="" gfr="" (106,6="" più="" -="" 20,3)="" erano="" leggermente="" superiori="" pronunciato="" subito="" dopo="" la="" gara;="" mentre="" 24="" ore="" dopo="" che="" la="" corsa="" bun="" (14,40="" più="" -3.32="" mg/dl)="" e="" gfr="" (119,2="" più="" -18.5)="" erano="" tornati="" al="" valore="" basale,="" questo="" non="" era="" il="" caso="" per="" alt="" (45,05="" più="" {="" {35}},69="" u/l),="" ast="" (17,20="" più="" -7,81="" u/l)="" e="" creatinina="" (0,92="" più="" -="" 0,18="">

I livelli di trigliceridi, colesterolo totale, lipoproteine ​​ad alta densità (HDL), lipoproteine ​​a bassa densità (LDL), ALP, bilirubina totale, diretta e indiretta sono diminuiti da prima a immediatamente dopo la corsa e sono rimasti diminuiti 24 ore dopo la corsa con l'eccezione di HDL, bilirubina totale, diretta e indiretta. Le differenze tra i sessi sono mostrate nella Tabella 3. Sono state trovate differenze di sesso per i valori di trigliceridi, colesterolo, HDL, AST, ALP, bilirubina diretta, azoto ureico e creatinina (P <>

L'analisi del sottocampione (n {{0}}) ha mostrato valori aumentati di creatinchinasi e mioglobina, immediatamente e 24 h dopo la gara senza differenze tra i sessi (257 0 216 1 U/L prima, 688,9 più - 402,3 U/L immediatamente e 950,9 più - 917,7 U/L 24 ore dopo la maratona per la creatina chinasi; 74,6 più - 13,1 lg/L prima, 752,2 più { {21}},0 lg/L immediatamente e 379,4 più - 63,5 lg/L dopo 24 h per la mioglobina).

I valori di ALT, AST, creatinina e GFR subito dopo la gara non erano significativamente correlati al tempo di gara indicando risposte simili tra i livelli di prestazione.

I cambiamenti di CK erano correlati ai cambiamenti di ALT (r {{0}}.746, P < {{10}}.001)="" e="" i="" cambiamenti="" di="" ast="" e="" alt="" erano="" correlati="" ai="" cambiamenti="" di="" alp="" (r="0.485," p="0.001" e="" r="0.544," p="">< 0.001,="" rispettivamente).="" la="" massa="" corporea="" dei="" partecipanti="" era="" positivamente="" correlata="" ai="" livelli="" di="" creatinina="" misurati="" prima="" della="" maratona="" (r="0.707," p=""><>

Discussione

Il presente studio ha lo scopo di indagare i cambiamenti nei parametri del metabolismo,fegato, erene funzioninei corridori ricreativi adolescenti che completano una maratona standard. A nostra conoscenza, questo è il primo rapporto sui corridori adolescenti basato su una dimensione del campione relativamente ampia (n=47). La maggior parte dei cambiamenti osservati sono molto simili a quelli riportati in precedenza negli adulti dopo una corsa a lunga distanza [2,7,12].

È interessante notare che il VO2max era un predittore migliore delle prestazioni di corsa nelle donne rispetto ai corridori maschi. Tuttavia, questo risultato deve essere interpretato con cautela perché il VO2max è stato stimato dal test submassimale. La perdita di massa corporea era maggiore nei corridori più veloci rispetto a quelli più lenti, come riportato in precedenza per i maratoneti amatoriali adulti [13]. Tuttavia, i parametri difegatoerenefunzionesubito dopo la maratona era simile in corridori di diversi livelli di prestazione.

I parametri del metabolismo indicano un grande contributo dell'ossidazione dei lipidi all'approvvigionamento energetico durante la maratona. L'aumento dei livelli di creatinchinasi e mioglobina dopo la maratona suggerisce un grado piuttosto lieve di rabdomiolisi da sforzo senza compromissione clinicamente rilevante difegatoerenefunzione[14].

L'ossidazione dei lipidi diventa la principale fonte di energia durante e dopo un esercizio prolungato, probabilmente spiegando i livelli ridotti di trigliceridi immediatamente e 24 ore dopo la maratona [15]. L'ossidazione lipidica preferita insieme ai tempi di gara piuttosto moderati e all'ingestione ripetuta di bevande a base di carboidrati possono spiegare l'elevata glicemia alla fine della maratona che potrebbe aver prevenuto l'ipoglicemia [16]. I livelli di colesterolo totale, HDL e LDL erano tutti diminuiti alla fine della maratona e solo i livelli di HDL sono tornati al valore basale 24 ore dopo la maratona. Pertanto, il rapporto colesterolo totale/HDL, che non è influenzato dalle variazioni del volume plasmatico, è stato ridotto immediatamente e 24 ore dopo la maratona indicando un aumento delle HDL e una diminuzione dei livelli di LDL. Questi cambiamenti riflettono gli effetti benefici dell'esercizio prolungato sul metabolismo dei lipidi. Mentre i cambiamenti di glucosio non differivano tra i sessi, i cambiamenti nei livelli plasmatici di lipidi erano più pronunciati nelle corridori di sesso femminile, probabilmente correlati a un aumento dell'ossidazione dei lipidi mediato dagli ormoni sessuali durante l'esercizio submassimale prolungato [17].

L'alanina aminotransferasi e l'aspartato aminotransferasi come marcatori specifici per danno epatico [7] erano leggermente aumentati dopo la gara, sebbene i limiti di riferimento superiori del laboratorio dell'ospedale di Srinakarin (Università di Khon Kaen) e i valori di riferimento normali, secondo Colantonio et al. [18], non sono stati superati (Fig. 2). Pertanto, il potenziale danno alle cellule epatiche dopo la maratona potrebbe essere correlato al danno delle cellule muscolari, ma era, se non del tutto, di grado minore. In contrasto con i risultati di Wu et al. [6], abbiamo dimostrato una correlazione positiva tra gli aumenti di AST, ALT e ALP dopo la maratona, suggerendo il verificarsi simultaneo di una leggera lesione delle cellule epatiche e dell'ostruzione del sistema biliare. L'aumento dei livelli di bilirubina 24 h dopo la maratona può essere dovuto alla distruzione dei globuli rossi coerente con i precedenti rapporti [7,19,20].

L'aumento dei livelli di creatinina (Fig. 1) e la ridotta GFR subito dopo la maratona possono suggerire un lieve calo della funzione renale. Inoltre, in 3 (6%) dei 47 partecipanti, livelli di creatinina aumentati di Maggiore o uguale a 0 3 mg/dL soddisfacendo ilReneLesioneDefinizione di rete di acutorenelesionefase 1 [2]. Tuttavia, questi cambiamenti erano di natura transitoria perché i valori di creatinina e GFR sono tornati al valore basale 24 ore dopo la maratona. Queste osservazioni sono in linea con quelle riportate nei corridori adulti [2,21–23]. L'andamento temporale dei cambiamenti è simile tra i sessi, ma i livelli di creatinina erano più alti nei maschi rispetto alle femmine, probabilmente spiegato dalla maggiore massa muscolare dei corridori maschi [24] supportata dalla relazione positiva tra massa corporea e livello di creatinina, r {{7} }.7 più -7, P <>

Va menzionata almeno una limitazione importante. I corridori erano liberi di esibirsi al loro ritmo individuale e di fermarsi per bere e/o per riprendersi ogni volta che volevano, il che potrebbe anche in parte spiegare la grande variazione delle prestazioni. Pertanto, non si può escludere che circostanze più competitive possano comportare un esaurimento più grave e cambiamenti più pronunciati nei parametri esaminati nel presente studio.

Per quanto ne sappiamo, questo è il primo set di dati sui parametri del metabolismo,fegato, erenefunzionenei maratoneti adolescenti. Abbiamo dimostrato cambiamenti transitori della maggior parte dei parametri misurati che giustificano ulteriori indagini. Considerando l'entità dei cambiamenti e il rapido recupero, si può presumere che la partecipazione a una singola maratona non ostacolerebbe permanentementefegatoorenefunzione. Certamente, per rafforzare questa ipotesi sono necessari studi a lungo termine. Infine, va ricordato che, sebbene il tasso di arrivo nella popolazione selezionata di corridori adolescenti fosse elevato, lo stato di allenamento in molti atleti era piuttosto moderato rispetto ai tempi di corsa finali.

In conclusione, i risultati osservati sono molto simili a quelli riportati negli adulti sani. Non ci sono prove di sostenibilitàfegatoorenelesionein corridori adolescenti sani e allenati che partecipano a una maratona standard. Tuttavia, non sappiamo se la partecipazione ripetitiva alla maratona susciterà un adattamento benefico o addirittura un danno permanente.

Ringraziamenti

Ringraziamo il Ministero Federale Austriaco per la Scienza e la Ricerca nell'ambito della sovvenzione ASEA-UNINET per aver sostenuto il nostro progetto di ricerca. Ringraziamo anche i partecipanti della Khon Kaen Sports School e il personale della Facoltà di Scienze Mediche Associate, Khon Kaen University, Khon Kaen, Thailandia.

Contributi

Traiparm N, Gatterer H e Burtscher M coinvolti nell'ideazione, progettazione, analisi e interpretazione dei dati e stesura del manoscritto; Traiparm N e Pariwat P coinvolti nella raccolta e nell'interpretazione dei dati e nella revisione del manoscritto; tutti gli autori hanno letto e approvato il manoscritto finale inviato.

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