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Parametri di laboratorio nell'esercizio fisico - Ospedale di Circolo e ...

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Giuseppe BanfiUniversità <strong>di</strong> Milano, Biochimica ClinicaDirettore Scientifico IRCCS Galeazzi MilanoDirettore Generale Fondazione Centro San RaffaeleMilano<strong>Parametri</strong> <strong>di</strong> <strong>laboratorio</strong> nell’esercizio <strong>fisico</strong>Varese 3 giugno 2013La me<strong>di</strong>cina <strong>di</strong> <strong>laboratorio</strong> nello sport


Gli esami <strong>di</strong> <strong>laboratorio</strong> sono utili in me<strong>di</strong>cinadello sport perIdentificare uno stato <strong>di</strong> malattiaValutare le possibilità <strong>di</strong> performanceValutare ed identificare l’utilizzo <strong>di</strong> sostanzee/o procedure illecite


L’esercizio <strong>fisico</strong> induce adattamentimetabolici, in particolare, l’eserciziointenso e continuo, l’allenamento e lecompetizioni possono determinaremo<strong>di</strong>ficazioni nelle concentrazioni sieriche<strong>di</strong> numerosi parametri <strong>di</strong> <strong>laboratorio</strong>. Le mo<strong>di</strong>ficazioni biochimiche possono non rientrareall’interno dei range <strong>di</strong> riferimento e suggerire al clinicoun approfon<strong>di</strong>mento della situazione fisica dell’atleta,talvolta con la sospensione dell’allenamento o dellacompetizione oppure possono rispecchiare una<strong>di</strong>minuzione delle prestazioni dell’atleta.


Gli atleti sono una popolazione eterogeneaNon si possono utilizzare i valori <strong>di</strong> riferimento dellapopolazione generaleNon si possono definire dei valori <strong>di</strong> riferimento tipici dellapopolazione degli atletiOccorre considerare i valori longitu<strong>di</strong>nalmente dello stessoin<strong>di</strong>viduo, in base alla <strong>di</strong>fferenza criticaNel caso degli sport <strong>di</strong> squadra, i valori devono esser giu<strong>di</strong>catianche nell’insieme del teamOccorre considerare le <strong>di</strong>fferenze <strong>di</strong> genere e <strong>di</strong> etnia


Haemoglobin concentrationBefore BlomrankingQuantileEstimate100% Max 17.499% 17.095% 16.890% 16.775% Q3 16.250% Me<strong>di</strong>an 15.425% Q1 14.410% 13.45% 13.11% 12.70% Min 12.4Test of goodness of normal fit before rankingKolmogorov-Smirnov D 0.081 Pr > D


Reticulocytes percentageBefore BlomrankingQuantileEstimate100% Max 2.4099% 2.3095% 1.9990% 1.5275% Q3 1.2850% Me<strong>di</strong>an 1.0425% Q1 0.7710% 0.675% 0.591% 0.460% Min 0.45Test of goodness of normal fit before rankingKolmogorov-Smirnov D 0.091Pr > D


Nazionale <strong>di</strong> sci alpino


LeukocytesLeucopenia in professional football playersWatson HG, Meiklejohn DJ, Br J Haematol 2001;112:824-7n= 20 footballers (age: 17-38)leukocytes: range 3.36-8.17 x10 9 /L; mean= 4.993/20 (15%) having leukocytes


144 athletes386 samplesrange:3,74-11,90x= x= 6,04 ± 1,41Dolci A et et al, al, Haematologica2003;88:ELT31Leukocytes1210864242 athletes165 samples30 athletes79 samples34 athletes42 samples38 athletes100 samples0


Variazioni ormonali nell’esercizio<strong>fisico</strong>INTENSITA’ DELL’ESERCIZIOLa risposta ormonale <strong>di</strong>pende dall’intensita’dell’esercizioE’ necessario raggiungere una certa intensita’(threshold intensity) per stimolare una rispostaormonale (60% VO 2 max) [vale per cortisolo,ACTH, hGH, endorfine,renina, insulina]Alcuni ormoni risentono del metabolismoanaerobico lattacido (catecolammine, cortisolo)


Variazioni ormonalinell’esercizio <strong>fisico</strong>DURATA DELL’ESERCIZIOLa risposta ormonale <strong>di</strong>pendedalla durata dell’esercizioLA DURATA E’ PREDOMINANTESULL’INTENSITA’ DELL’ESERCIZIOStimoli per la liberazione ritardata <strong>di</strong> ormonisono la riduzione dei depositi gluci<strong>di</strong>ci, levariazioni degli elettroliti, l’attivazionesurrenale (corticale e midollare)


Variazioni ormonalinell’esercizio <strong>fisico</strong>Le risposte ormonali all’esercizio sono:RAPIDELENTERITARDATERisposte rapide: variazioni ormonali nelleprime fasi dell’esercizio come percatecolammine, ACTH, cortisolo.Risposte lente: incremento graduale dellaconcentrazione ormonale che puo’ continuarefino alla fine dell’esercizio ed oltreRisposte ritardate: azione cumulativa chedetermina la concentrazione finale nel siero.


OrmoniRapporto testosterone libero/ cortisolo(FTCR)From: G. Banfi and A. Dolci. J SPORTS MED PHYS FITNESS. 2006, 46:611-616


OrmoniRapporto testosterone libero/ cortisolo(FTCR)From: G. Banfi and A. Dolci. J SPORTS MED PHYSFITNESS. 2006, 46:611-616


Marcatori epatici-AminotransferasiComposizione corporea 116 atleti professionisti maschi 7 <strong>di</strong>scipline sportive:giocatori <strong>di</strong> rugbytriatleticalciatorivelisticiclistigiocatori <strong>di</strong> basketsciatori Reclutamento prima dell’inizio dell’allenamento e della stagione competitiva.Concentrazione me<strong>di</strong>a: AST 24.4±10.5 U/L ALT 23.6±6.5 U/LNegli atleti, osservata una correlazione positiva tra BMI e ALT ed una debolecorrelazione negativa tra BMI ed AST: L’interpretazione <strong>di</strong> elevate concentrazioni <strong>di</strong> ALT deve tenere in considerazione ilBMI. L’interpretazione <strong>di</strong> elevate concentrazioni <strong>di</strong> AST deve tenere in considerazione ilrilascio dell’enzima dal muscolo durante l’esercizio <strong>fisico</strong>.Banfi et al. J Sports Med Phys Fitness 2008; 48: 197-200.


Marcatori epatici-AminotransferasiSportivi vs sedentariNessuna <strong>di</strong>fferenza significativa nelle concentrazioni <strong>di</strong> AST e ALT osservatenegli atleti e nei soggetti sedentari.Banfi et al. J Sports Med Phys Fitness 2008; 48: 197-200.Nessuna <strong>di</strong>fferenza significativa nelle concentrazioni <strong>di</strong> AST e ALT osservatenegli atleti e nei soggetti sedentari.Nessuna <strong>di</strong>fferenza nelle concentrazioni <strong>di</strong> aminotransferasi tra i gruppi <strong>di</strong>atleti, concentrazioni più basse solo nei lottatori.Lee et al. BMB Rep 2009; 42:605-610


Marcatori epatici-AminotransferasiSportivi vs sedentari20 maschi adolescenti (14-17 anni).2 gruppi: controlli e boxers (durantel’allenamento NT e IT ed ilcombattimento).L’attività fisica intensa non ha effettosulle attività <strong>di</strong> AST e ALT.Aumento <strong>di</strong> entrambe leaminotransferasi dopo il match.Saengsirisuwan V. et al. Br J Sports Med 1998; 32:304-308Aumento <strong>di</strong> 2-2.5 volte delle attività <strong>di</strong>entrambi gli enzimi dopo il matchrispetto ai controlli.


Marcatori epatici-AminotransferasiSportiviAminotransferasi rilasciate dai muscoli metabolicamente attivi, i livellipossono aumentare dopo esercizio <strong>fisico</strong> acuto.I livelli <strong>di</strong> AST e ALT <strong>di</strong>fferiscono durante e dopo le performances sportive.Dopo una maratona in 37 corridori le concentrazioni <strong>di</strong> AST aumentano inmodo significativo, mentre quelle <strong>di</strong> ALT non aumentano in modo significativorispetto al basale.Kratz A. et al. Am J Clin Pathol 2002; 118:856-863.


Marcatori epatici-AminotransferasiSportiviL’aumento delle aminotransferasi è legato all’intensità ed alla durata dellaperformance, come osservato per entrambi gli enzimi negli eventi sportivi <strong>di</strong>ultraresistenza.55 partecipantiCorsa <strong>di</strong> lunga durata (1000 km in 20 giorni)Aumento <strong>di</strong> AST (cinque volte) e CK (venti volte) fino al giorno 3, seguitoda un decremento nel corso della gara.Aumento <strong>di</strong> ALT fino al giorno 6 (da 8 a 24 U/L), rimane poi a questolivello fino a fine gara.Nagel D. et al. Int J Sports Med 1990; 11:441-445


Marcatori epatici-AminotransferasiSportivi25 giocatori <strong>di</strong> footbal professionisti durante l’allenamento (due volteal giorno) che hanno richiesto reidratazione per severi crampimuscolari generalizzati dopo la sessione.Correlazione tra l’aumento <strong>di</strong> AST e la presenza <strong>di</strong> crampi muscolari.Maddali S et al. Am J Sports Med 1998; 26:820–824.


Marcatori epatici-AminotransferasiSportivi: sindrome metabolica69 giocatori <strong>di</strong> football americano professionistiGiocatori con peso corporeo maggiore presentano marcatori <strong>di</strong>sindrome car<strong>di</strong>ometabolica: Pressione sanguigna >o=130/85 mm Hg Glucosio a <strong>di</strong>giuno >o=100 mg/dL Trigliceri<strong>di</strong> >o=150 mg/dL Circonferenza >o=100 cm High-density lipoprotein (HDL) 30 U/L) correlano con obesitàviscerale, ipertensione, marcatori <strong>di</strong> sindrome car<strong>di</strong>ometabolicaed insulino resistenzaElevati livelli <strong>di</strong> aminotransferasi sono legati ad un coinvolgimentoepatico nella sindrome metabolica, in contrasto con l’apparentestato <strong>di</strong> salute degli atleti.Selden MA et al. South Med J 2009; 102:1003-1006.


Marcatori epatici-AminotransferasiSportivi: abuso <strong>di</strong> steroi<strong>di</strong> anabolizzanti32 bodybuilders e sollevatori <strong>di</strong> pesi maschi: 15 Ex-<strong>di</strong>pendenti, non assunzione da almeno 12-43 mesi (dosaggio me<strong>di</strong>o700 mg per 26 settimane per anno per 9 anni) 17 ancora <strong>di</strong>pendenti (750 mg per 33 settimane per 8 anni)Urhausen A. J Steroid Biochem Mol Biol 2003; 84:369-375.ALT e AST più elevate (incremento <strong>di</strong> 2 volte) negli sportivi che ancora abusanodegli steroi<strong>di</strong> anabolizzanti rispetto agli ex-<strong>di</strong>pendenti.Gli elevati livelli enzimatici degli enzimi epatici possono essere la conseguenzadell’abuso <strong>di</strong> steroi<strong>di</strong> anabolizzanti che vengono metabolizzati nel fegato.


Marcatori epatici-AminotransferasiSportivi: abuso <strong>di</strong> steroi<strong>di</strong> anabolizzantiUrhausen A. J Steroid Biochem Mol Biol 2003; 84:369-375.Le concentrazioni <strong>di</strong> aminotransferasi sono correlate con la duratadell’assunzione ed il dosaggio somministrato delgli steroi<strong>di</strong>anabolizzanti.N.B. il dosaggio ormonale è cruciale dal momento che gli enzimi epaticipossono risultare all’interno del range <strong>di</strong> riferimento, se assunti a bassodosaggio.


Marcatori epatici-BilirubinaLa produzione <strong>di</strong> bilirubina <strong>di</strong>pende strettamente dalla <strong>di</strong>struzionedegli eritrociti e dal loro fisiologico turnover (catabolismoemoglobina).L’emolisi intravascolare, è una causa comune del turnover dei globulirossi (GR) negli atleti, è provocata da: Impatto con il terreno (footstrike haemolysis) Danno meccanico dei GR durante le continue contrazionimuscolari Stress ossidativo Perturbazione dell’omeostasi osmotica (danno della membrana)L’emolisi aumenta durante l’esercizio intenso, le concentrazionisieriche <strong>di</strong> bilirubina totale ed in<strong>di</strong>retta sono spesso elevate negliatleti.


Marcatori epatici-BilirubinaSportivi vs sedentari 20 calciatori d’elite reclutati prima dellafase <strong>di</strong> competizione vs soggettisedentari. Nessuna <strong>di</strong>fferenza nellaconcentrazione me<strong>di</strong>a <strong>di</strong> bilirubina tra: atleti (0.89 0.36 mg/dL) controlli (0.86 0.47 mg/dL)


Marcatori epatici-BilirubinaSportivi37 maratonetiProgressivo aumento della bilirubina totale e <strong>di</strong>retta dopo la garaIn 19/37 participanti, livello <strong>di</strong> bilirubina più elevato dell’intervallo <strong>di</strong> riferimento:l’incremento è giustificato dall’aumentata emolisi durante la gara.Kratz A. et al. Am J Clin Pathol 2002; 118:856-863.


Marcatori epatici-BilirubinaSportivi7 maschi e 3 femmine, ultraendurance race (1600 km, durata 16 giorni).Aumento della bilirubina da 1.1 a 1.9 mg/dL al giorno 4, drastico calo a0.9 al giorno 11, e stabilizzazione a questo livello fino a fine evento.Valori più bassi <strong>di</strong> aptoglobina osservati al giorno 3, a <strong>di</strong>mostrazione chel’emolisi ha un picco durante la prima fase dell’evento.Fallon KE, Br J Sports Med 1999; 33:264-269.


Marcatori epatici-BilirubinaSportiviI risultati mostrati confermano: il precoce incremento e la successiva stabilizzazione della bilirubina giàosservati in 15 atleti maschi durante una corsa estrema (500 km, 20giorni).Wade CE et al. Eur J Appl Physiol 1985; 54:456-460. il marcato incremento da 1.0 0.1 a 3.1 0.4 mg/dL della bilirubina in 15corridori maschi dopo una corsa <strong>di</strong> ultraendurance (246 km, 32–36 h).Schulpis KH et al. Scand J Clin Lab Invest 2008; 68:228-232.


Marcatori epatici-BilirubinaStagione competitiva10 giocatori <strong>di</strong> calcio d’elite reclutati: Alla fine della stagione (Maggio) Dopo il periodo <strong>di</strong> riposo (Giugno) Dopo il successivo training prima della stagione (Agosto).Reinke S. Plos One 2009; 4:e4910.Valori me<strong>di</strong> <strong>di</strong> bilirubina aumentano alla fine del periodo <strong>di</strong> riposo (1.05 mg/dL), e tornano ai valoribasali (0.7 mg/dL) prima dell’inizio della nuova stagione.I valori misurati alla fine della stagione rappresentano la fase <strong>di</strong> massimo esaurimento.L’aumento della bilirubina dopo la fase <strong>di</strong> recupero, in associazione con l’aumento <strong>di</strong> granulociti, IL-8, nitrato e ferritina in<strong>di</strong>cano una ipoperfusione compensata ed una relativa ipossia durante lastagione, seguita da una riperfusione durante la fase <strong>di</strong> recupero, associata a turnover delle proteinemuscolari e reazione infiammatoria endoteliale.


Marcatori epatici-BilirubinaStagione competitiva24 giocatori <strong>di</strong> rugby (19–35 anni) della Nazionale Italiana.Prelievo <strong>di</strong> sangue: Prima dell’inizio dell’allenamento e della stagione competitiva (Agosto 2004) Alla fine della stagione competitiva (Maggio 2005)Aumento della bilirubina dopo la stagione (da 0.4 a 0.6 mg/dL) accompagnato da undecremento dell’aptoglobina, <strong>di</strong>mostrando il continuo e crescente effetto dell’emolisi neltempo.Il volume sferico cellulare me<strong>di</strong>o (MSCV), in<strong>di</strong>ce eritrocitario, <strong>di</strong>minuisce alla fine dellastagione.Dal momento che la <strong>di</strong>minuzione del MSCV associata ad un aumento della bilirubina èun segno specifico <strong>di</strong> <strong>di</strong>struzione eritrocitaria, dovrebbero essere stabiliti specificischemi <strong>di</strong> allenamento e competizione e mo<strong>di</strong>ficazioni nella <strong>di</strong>eta o terapia basati suquesti valori.Banfi G. et al. Lab Hematol 2007; 13:103-107.


Marcatori del muscolo scheletricoL’esercizio <strong>fisico</strong> intenso può provocare, almenoa livello muscolare, una con<strong>di</strong>zione conosciutacome rabdomiolisi da esercizio intenso (ERB).Il danno si manifesta a livello <strong>fisico</strong> condebolezza, per<strong>di</strong>ta <strong>di</strong> forze, crampi muscolari ed,a livello biochimico, con la presenza <strong>di</strong> aumentatilivelli <strong>di</strong> proteine muscolari in particolare: creatina chinasi (CK) lattato deidrogenasi (LDH) mioglobina


Marcatori del muscolo scheletrico-CKSportivi 37 maratoneti L’aumento della CK sierica durante l’esercizio <strong>fisico</strong> <strong>di</strong>pende dalladurata dello stesso, con picchi registrati dopo eventi <strong>di</strong> endurance.Kratz A. et al. Am J Clin Pathol 2002; 118:856-863.


Marcatori del muscolo scheletrico-CKSportivi vs sedentariLippi G. et al. Clin Chem Lab Med 2005; 43:741-744. Livelli <strong>di</strong> isoenzima CK-MB più elevati (ildoppio circa) in sportivi (n=30+30 cilisti esciatori professionisti) che in controllisedentari (n=30), dopo 24-48 h <strong>di</strong> riposodall’ultimo allenamento. Questa notevole <strong>di</strong>fferenza con i controllisedentari è comparabile tra gli atletipraticanti un allenamento con carico <strong>di</strong>lavoro me<strong>di</strong>o (30-90 min/giorno) o elevato(> 90 min/giorno).


Marcatori del muscolo scheletrico-CKOvertraining I livelli <strong>di</strong> CK dovrebbero essere monitorati durante e dopo l’esercizio per valutare ilrecupero, ovvero definire se I livelli sono tornati al basale o persistono elevati,rappresentando un segnale <strong>di</strong> trauma, overtraining o patologia muscolare.Coutts AJ. Et al. Eur J Appl Physiol 2007; 99:313–324. In giocatori <strong>di</strong> rugby sottoposti ad allenamento intensivo (IT) le concentrazioni sieriche<strong>di</strong> CK dopo un ciclo <strong>di</strong> esercizi programmati sono più elevate <strong>di</strong> quelle degli atletisottoposti a normale allenamento (NT).


Marcatori del muscolo scheletrico-CKOvertraining Il recupero muscolare non può essere stabilito unicamentevalutando le mo<strong>di</strong>ficazioni dei livelli sierici <strong>di</strong> CK, dalmomento che non esiste correlazione tra il rilasciodell’enzima nel siero e la riduzione della performancesportiva dopo l’esercizio.Margaritis I et al. J Sports Med Phys Fitness 1999; 39:133–139.Livelli <strong>di</strong> CK elevati in modo persistente,unitamente a ridotta tolleranza all’esercizio<strong>fisico</strong> sono in<strong>di</strong>catori <strong>di</strong> overtraining


Marcatori del muscolo scheletrico-CKValori <strong>di</strong> riferimento nell’atleta Atleti: 483 maschi e 245 femmine (range <strong>di</strong> età 7–44 anni). Campioni raccolti durante la fase <strong>di</strong> allenamento e competizione (allenamento per 2–25anni, 5–10 sessioni <strong>di</strong> allenamento a settimana, 1–2 h <strong>di</strong> esercizi per sessione). Sport praticati sia <strong>di</strong> resistenza che <strong>di</strong> potenza:Mougios V. Br J Sports Med 2007; 41: 674-678. Il valore del limite superiore dell’intervallo <strong>di</strong> riferimento, sia per maschi che perfemmine, è doppio rispetto a quello riportato per I non-atleti e fino a sei volte più elevato<strong>di</strong> quello riportato per I soggetti sedentari in letteratura.


Marcatori del muscolo scheletrico-CKValori <strong>di</strong> riferimento nell’atleta Limite dello stu<strong>di</strong>o: reclutamento in <strong>di</strong>verse fasi della stagione sportiva. Merito dello stu<strong>di</strong>o: definizione delle concentrazioni per specifici sport. Giocatori <strong>di</strong> football (maschi)URL 1492 (CI 924–1908)LRL 83 U/L (CI 53–84) Nuotatori (maschi)URL 523 U/L (CI 435–543)LRL 70 U/L (CI 61–89)Mougios V. Br J Sports Med 2007; 41: 674-678.


Marcatori del muscolo scheletrico-LDHSportivi 15 maschi, corsa <strong>di</strong> 21-km. Campioni raccolti prima della corsa, subito dopo, 3,6,24 h dopo. Il picco per i <strong>di</strong>versi analiti valutati varia ampiamente ed è stato osservato unincremento rispetto ai valori registrati prima della corsa: AST (1.1 volte), LDH (1.3volte), e mioglobina (3 volte) hanno mostrato un picco 3 h dopo la corsa, mentre CK(1.8 volte) e CK-MB (1.5 volte) hanno mostrato un aumento anche 24 h dopo lacorsa.Lippi G et al. Scand J Clin Lab Invest 2008; 68:667-672.


Marcatori del muscolo scheletrico-Conclusioni La concentrazione <strong>di</strong> CK sierica aumenta dopo l’esercizio. C’è una correlazione tra la concentrazione <strong>di</strong> CK e l’intensità e ladurata dell’esercizio. Valori estremamente elevati <strong>di</strong> CK si riscontrano durante larabdomiolisi. Il mancato ritorno ai valori basali (recupero incompleto) segnalala presenza <strong>di</strong> trauma o overtraining. Le concentrazioni <strong>di</strong> CK possono essere utilizzate permonitorare lo stato dell’atleta con danno muscolare e,conseguentemente per deciderne il ritorno all’attività fisica.


Funzionalità renale-CreatininaLa concentrazione sierica <strong>di</strong> creatinina è il parametro piùampiamente utilizzato e comunemente accettato per valutare lafunzionalità renale nella pratica clinica.In me<strong>di</strong>cina sportiva è un parametro comunemente utilizzato perstabilire lo stato <strong>di</strong> salute dell’atleta, specialmente nelle con<strong>di</strong>zioniin cui il bilancio elettrolitico è cruciale.La concentrazione sierica <strong>di</strong> creatinina è generalmente più elevatanegli atleti che nei soggetti sedentari, come conseguenza dellamassa muscolare più elevata:Intervallo <strong>di</strong> riferimento per la popolazione generale (maschi adulti)62–115 µmol/L (0.7–1.3 mg/dL – conversione: µmol/L/88.4)Negli atleti valori frequentemente più elevati <strong>di</strong> 115 µmol/L (1.3 mg/dL)


Funzionalità renale-CreatininaSportivi vs sedentari220 atleti d’elite (valore me<strong>di</strong>o 1.1±0.2 mg/dL):15 triatleti (0.99±0.007 mg/dL)29 giocatori <strong>di</strong> basket (1.15±0.007 mg/dL)35 ciclisti (0.93±0.007 mg/dL)13 motociclisti (0.92±0.09 mg/dL)27 giocatori <strong>di</strong> calcio (1.27±0.09 mg/dL)23 marinai (1.08±0.11 mg/dL)34 sciatori (1.15±0.10 mg/dL)44 giocatori <strong>di</strong> rugby (1.30±0.11 mg/dL)Banfi G, Del Fabbro M. Clin Chem 2006; 52:330-1Campioni <strong>di</strong> sangue ottenuti prima dell’inizio dell’allenamento specifico e dellastagione competitiva.Controlli sani age-matched (n=100) (valore me<strong>di</strong>o 1.0±0.1 mg/dL)→ Sono state osservate <strong>di</strong>fferenze significative tra ogni gruppo <strong>di</strong> atleti praticanti<strong>di</strong>versi sport ed il gruppo controllo, con <strong>di</strong>fferenze nella <strong>di</strong>stribuzione delle frequenze.


Funzionalità renale-CreatininaComposizione corporeaLe concentrazioni <strong>di</strong> creatinina sieriche sono influenzate dallamassa corporea.È stata osservata una correlazione tra l’in<strong>di</strong>ce <strong>di</strong> massa corporea(BMI) e le concentrazioni dell’analita nella popolazione generale(essendo un catabolita della creatina, la concentrazione <strong>di</strong>creatinina <strong>di</strong>pende dalla massa muscolare).


Funzionalità renale-CreatininaComposizione corporea Correlazione positiva (r= 0.48, p 25 kg/m 2 (n= 86)creatinina sierica= 1.22 ± 0.14 mg/dLBanfi et al., Br J Sports Med 2006


Funzionalità renale-CreatininaComposizione corporeaMo<strong>di</strong>fied from:Banfi G, et al. Sports Med 2009;39:331-7Ciclisti e triatleti hanno tipicamente una bassa % <strong>di</strong> massa grassaed I livelli più bassi <strong>di</strong> creatinina, mentre i giocatori <strong>di</strong> rugby hannouna % <strong>di</strong> massa grassa relativamente elevata e presentano I livellipiù elevati <strong>di</strong> creatinina.Ciclisti professionisti mostrano valori inferiori rispetto a quelli <strong>di</strong>soggetti sedentari.Necessità <strong>di</strong> interpretare i valori <strong>di</strong> creatinina negli sportivi in base altipo <strong>di</strong> sport che praticano.


Milic R, Banfi G, Del Fabbro M, Dopsaj M. Serum creatinineconcentrations in male and female elite swimmers. Correlationwith body mass index and evaluation of estimatedglomerular filtration rate. Clinical Chemistry and LaboratoryMe<strong>di</strong>cine 2011;49:285-9.


Funzionalità renale-CreatininaComposizione corporea: ruolo del genereCorrelazione tra I livelli <strong>di</strong> creatinina e<strong>di</strong>l BMI in entrambi I sessi.La <strong>di</strong>fferenza tra sessi sia per I livelli <strong>di</strong>creatinina che per il BMI èstatisticamente significativa (p< 0.01).Milic R, et al. Clin Chem Lab Med 2011;49:285-9


Funzionalità renale-CreatininaComposizione corporea: ruolo del genere- Distribuzione dei valori <strong>di</strong> creatinina- Concentrazioni <strong>di</strong> creatinina sierica (µmol/L) durante le <strong>di</strong>verse fasidella stagione competitiva


Funzionalità renale-CreatininaFase della stagione e <strong>di</strong>sciplina sportivaDati controversi:I livelli <strong>di</strong> creatinina non sono influenzati dall’allenamento, dallacompetizione (Gert J. Clin Nephrol, 2002) e dall’attività fisicaestrema (1600km ultramarathon - Fallon KE. Br J Sports Med 1999).Incrementi (20%) nei livelli <strong>di</strong> creatinina sono stati osservati inprestazioni <strong>di</strong> resistenza (marathon cycling - Neumayr G. Int JSports Med, 2003) e ultra resistenza (marathon – Kratz A. Am J ClinPathol, 2002).


Funzionalità renale-CreatininaFase della stagione e <strong>di</strong>sciplina sportiva- 44 atleti d’elite• 18 giocatori <strong>di</strong> rugby• 13 sciatori• 13 ciclisti- La concentrazione <strong>di</strong> creatinina è legata al BMI- Non ci sono <strong>di</strong>fferenze nel BMI nell’intera stagione per tutti gli atleti- I valori <strong>di</strong> creatinina si mo<strong>di</strong>ficano durante la stagione nei giocatori<strong>di</strong> rugby e negli sciatori, ma non nei ciclisti


Funzionalità renale-eVFG/creatinina- Equazioni basate sulla creatinina, che tengono in considerazionefattori che potenzialmente influenzano la concentrazione siericadell’analita, sono utilizzate per la stima della velocità <strong>di</strong> filtrazioneglomerulare (VFG), considerata parametro <strong>di</strong> stima funzionalitàrenale.Equazione <strong>di</strong> Cockcroft–Gault (CG)Equazione Mo<strong>di</strong>fication of Diet in renal Disease Study (MDRD)Equazione Chronic Kidney Disease-Epidemiology Collaboration (CKD-EPI)where Scr is serum creatinine (mg/dL), k= 0.7 for femalesand 0.9 for males, a= -0.329 for females and -0.411 formales, min in<strong>di</strong>cates the minimum of Scr/k or 1, and maxin<strong>di</strong>cates the maximum of Scr/k or 1]


Funzionalità renale-eVFGLa superficie corporea (Body Surface Area,BSA) è stata utilizzata come parametro <strong>di</strong>normalizzazione della VFG.il peso dei reni ed il metabolismo basalesono proporzionali alla superficie corporeanegli in<strong>di</strong>vidui normali <strong>di</strong> <strong>di</strong>fferente età eBMI.Nella pratica clinica, solitamente, essaviene normalizzata utilizzando un valorearbitrario <strong>di</strong> BSA <strong>di</strong> 1.73 m 2 per favorire ilconfronto della VGF tra <strong>di</strong>versi in<strong>di</strong>vidui.L’utilizzo <strong>di</strong> questo valore arbitrario offre deivantaggi teorici e pratici rispetto al valorereale <strong>di</strong> BSA, ma non può essere applicatocome una costante nella popolazioneoccidentale.Heaf, Clin Physiol Funct Imaging 2007


Funzionalità renale-eVFG Calcolo della BSAEquazione <strong>di</strong> DuBois & DuBoisEquazione <strong>di</strong> Haycock and SwarzNormalizzazione eVFGGFR CORRECTED = GFR MEASURED x (1.73/BSA m 2 )


Funzionalità renale-eVFGMilic R, et al. Eur J App Physiol 2011;112(1):201-6- I valori <strong>di</strong> eVFG corretti con i reali valori <strong>di</strong> BSA <strong>di</strong>fferiscono da quellinon corretti, ma solo nei maschi (giocatori <strong>di</strong> rugby e calciatori).


Funzionalità renale-eVFGMilic R, et al. Eur J App Physiol 2011;112(1):201-6- Correlazione tra I livelli sierici <strong>di</strong> creatinina ed il BMI nell’intero gruppo <strong>di</strong>atleti (r= 0.82).- Correlazione confermata per tutti i nuotatori (y= 55.5 + 1.25x, r2= 0.06)ed i giocatori <strong>di</strong> rugby (y= 144.27 – 0.98x, r2= 0.04), suggerendo che lecaratteristiche antropometriche degli atleti appartenenti a <strong>di</strong>fferenti<strong>di</strong>scipline sportive sono in grado <strong>di</strong> influenzare le concentrazioni <strong>di</strong>creatinina.


Funzionalità renale-eVFG- 1 ProTour team- 9 ciclisti- 3 time-points• Pre-gara (Giorno -1)• Giorno 12• Giorno 22Day -1Day 22- 23 giorni- 21 tappe- 3524.5 km (lunghezza)- 62332 m (<strong>di</strong>slivello)- Pendenza me<strong>di</strong>a: 6%.- Pendenza massima: 22%Day 12


Funzionalità renale-eVFGParameter Day -1 Day 12 Day 22BMI (Kg/m 2 ) 20.93±1.2 20.85±1.1 20.40±1.0*BSAHaycock-SchwartzDuBoisHaycock-SchwartzDuBoisHaycock-SchwartzDuBois1.86±0.09 1.88±0.08 § 1.85±0.08 1.88±0.08 § 1.83±0.09* 1.86±0.09* §* significantly <strong>di</strong>fferent from Day -1 and Day 12 (p


Funzionalità renale-eVFGsCreatinineµmol/LeGFR CGmL/min/1.73 m 2eGFR CKD-EpimL/min/1.73 m 2eGFR MDRDmL/min/1.73 m 2eGFRMDRD/BSA DuBoismL/min/m 2eGFRMDRD/BSA HSmL/min/m 2Day -1 65.9±6.2 134.7±13.3 151.6±18.1 135.5±15.4 124.7±18.0 126.5±18.1Day 12 67.0±7.2 132.2±13.1 148.8±20.0 133.1±17.0 122.8±19.8 124.7±20.2Day 22 69.7±7.9 126.1±17.0* 142.6±23.3 127.8±19.8 118.9±21.9 121.0±21.9Colombini A, et al. Scand J Clin Lab Invest. 2012;72(2):114-20- Concentrazioni <strong>di</strong> creatinina sempre al <strong>di</strong> sotto del limite <strong>di</strong> riferimento perla popolazione generale (76–115 µmol/L).- Non sono state osservate <strong>di</strong>fferenze significative tra i timepoints nelleconcentrazioni <strong>di</strong> creatinina (nonostante l’aumento) e nei valori <strong>di</strong> eVFG(nonostante la <strong>di</strong>minuzione).- eVFG corretta con i reali valori <strong>di</strong> BSA ha mostrato i valori più bassi.


Funzionalità renale-Cistatina CCistatina CProteina, famiglia degli inibitoridelle cisteina-proteasi (13 kDa)Prodotta e rilasciata nel sangue con velocitàrelativamente costante da tutti i tessuti(gene conservativo)filtrata liberamente dai glomerulicompletamente riassorbita e degradatadalle cellule dei tubulinon secreta dai tubulipiccola quota escreta con le urineConcentrazione sierica NON influenzata da:•massa muscolare•sesso•età•<strong>di</strong>eta•stati infiammatoriIn<strong>di</strong>catore per in<strong>di</strong>viduareprecocemente una <strong>di</strong>minuzionedella eVFG potenzialmente piùsensibile della creatininaNon c’è standar<strong>di</strong>zzazione dellamisurazioneMeto<strong>di</strong>ca più costosa (nefelometria)


Funzionalità renale-Cistatina C 25 giocatori <strong>di</strong> rugby (range <strong>di</strong> età: 22–30 anni; BMI: 27.4 ± 1.3 kg/m 2 )della Nazionale Italiana, prelievo a metà della stagione competitiva. Concentrazione me<strong>di</strong>a della creatinina (reazione Jaffè):115 ± 13.3 µmol/L (1.30 ± 0.15mg/dL). Concentrazione me<strong>di</strong>a della creatinina (metodo enzimatico):119 ± 13.3 µmol/L (1.35 ± 0.15 mg/dL). Concentrazione me<strong>di</strong>a della cistatina C: 0.85 ± 0.08 mg/L. I valori <strong>di</strong> creatinina sierica >1.3 mg/dL (115 µmol/L) sono stati 10(reazione Jaffè) e13 (metodo enzimatico). Non sono stati osservati valori <strong>di</strong> cistatina C >1.2 mg/L, considerato illimite superiore dell’intervallo <strong>di</strong> riferimento→ I dati suggeriscono che le concentrazioni sieriche <strong>di</strong> cistatina Criflettono in modo più accurato la VFG in questo gruppo <strong>di</strong> atletiprofessionisti.Banfi G, et al. Ann Clin Biochem 2009;46:428


Funzionalità renale-eVFG/cistatina C- Equazioni basate sulla cistatina C utilizzate per la stimadella VFG, considerata parametro <strong>di</strong> stima funzionalitàrenale.Simple cystatin C = 100/cistatina C sierica (mg/L)CKD-EPI Cr e cistatina = 177.6 x (SCr (mg/dL)) -0.65 x (cistatina Csierica (mg/L)) -0.57 x età -0.2


Funzionalita’ renale-CKLa CK sierica è considerata un marker qualitativo dei micro-traumia livello del muscolo scheletrico.L’esercizio <strong>fisico</strong> intenso provoca un aumento dei marcatori <strong>di</strong>danno muscolare nella circolazione. I livelli <strong>di</strong> CK aumentanoparallelamente a quelli della mioglobina (elevati livelli <strong>di</strong> mioglobinanel sangue inducono mioglobinuria; se la proteina non ècompletamente riassorbita dai tubuli renali può precipitare e dareorigine a insufficienza renale, soprattutto in con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> stresstermico e <strong>di</strong>sidratazione) e la CK potrebbe essere utilizzata inclinica per definire l’eventualità <strong>di</strong> danno renale.E’ stata ipotizzata una significativa correlazione tra la CK e la VFG:l’attività fisica strenua è potenzialmente associata ad una<strong>di</strong>minuzione della VFG e ad un aumento dei livelli sierici deimarcatori muscolari.


Funzionalita’ renale-CK29 donne, 60 min <strong>di</strong> esercizi <strong>di</strong> resistenza.Significativo e progressivo aumentodell’attività della CK dalla fase preesercizioa 24, 48 e 72 ore dopol’esercizio.Significativo aumento della creatininasierica 72 ore dopo l’esercizio (25.5%)Significativa <strong>di</strong>minuzione della creatininaurinaria (-6.4%), della clearance dellacreatinina (-22.9%) e della GFR stimata72 ore dopo l’esercizio con le seguentiformule: MDRD (-21.5%), MCQE (-14.2%), CG (-17%).Correlazione negativa significativa è stataosservata tra l’andamento della CK siericae la GFR stimata con le <strong>di</strong>verse formule ola clearance della creatinina.Machado M, et al. Int Urol Nephrol 2011.


Funzionalita’ renale-CK- 1 ProTour team- 9 ciclisti- 3 time-points• Pre-gara (Giorno -1)• Giorno 12• Giorno 22Colombini A, et al. Clin J Sports Med 2012 [


Funzionalita’ renale-CKAumento dell’attività <strong>di</strong> CK ed ASTnella seconda parte della gara.Aumento progressivo <strong>di</strong> LDH durantela gara.Conferma dello sforzo muscolareprolungato e strenuo.Colombini A, et al. Clin J Sports Med 2012


Funzionalita’ renale-CKCorrelazione negativa tra l’attivitàdella CK ed il delta pre-race-day 12of VFG, stimata con le equazionisimple cystatin C o CKD-EPIcreatinine and cystatin C.La cistatina C è più accurata dellacreatinina da sola nella valutazionedella funzionalità renale e non èinfluenzata dal danno muscolareindotto dallo stress <strong>fisico</strong>.Colombini A, et al. Clin J Sports Med 2012


Marcatori renali-Conclusioni L’utilizzo <strong>di</strong> intervalli <strong>di</strong> riferimento per la creatinina, basati sullapopolazione generale, non è raccomandato in me<strong>di</strong>cinasportiva per evitare un’errata interpretazione dei dati. Per il singolo atleta si raccomanda <strong>di</strong> effettuare determinazioniconsecutive della creatinina, utilizzando come valore basalequello ottenuto prima dell’inizio dell’allenamento e della fasecompetitiva. E’ necessario tenere in considerazione il tipo <strong>di</strong> sport ed il BMIdell’atleta. Dovrebbe essere sviluppato un modello fisiologico per lo stu<strong>di</strong>oe la validazione delle equazioni per la stima della eVFG negliatleti. Cistatina C più affidabile della creatinina: meno influenzata daBMI, BSA e massa muscolare.


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