Diabetes mellitus comprises a group of metabolic diseases characterized by chronic hyperglycemia and the incidence of the disease is widely spread in the world. Cardiovascular diseases are the main cause of death in diabetics beacuse they have greater exposure to cardiovascular risk factors, in particular having reduced endothelial function and the regenerative capacity of the endothelium is limited. However, physical activity may be able to improve these indices since it produces an increase of production and release of nitric oxide in response to increased laminar flow (shear stress). In this contest, the aim of the present study is to evaluate the effects of three months of a physically active lifestyle in preventing cardiovascular diseases in diabetes. For this purpose, ninteen diabetic subjects that were sedentary or less active, were informed about the importance of an active lifestyle, and were continuosly monitored for three months, by using an accelerometer, “MyWellness Key®”. At the end of the study, data collected by the instrument allowed us to separate patients, depending on the amount of physical activity, into three groups: active, moderately active and less active. The investigations were conducted at the beginning and at the end of the training period both in vivo, through clinical evaluation of the patient and the use of non-invasive tests, and ex vivo, by evaluating markers of antioxidant defense in peripheral blood, as well as the functionality and regenerative capacity of the endothelium. The results showed that the most active group benefited from a reduction in the levels of some markers of cardiovascular risk, such as systolic blood pressure, microalbuminuria, android fat, as well as a reduction of the inflammatory status (evaluated by quantifying miRNA-146 in the CAC) and increased antioxidant activity of the PON. The exercise carried out moderately was sufficient to increase the same enzyme activity, to reduce glycated hemoglobin and oxidative DNA damage levels and to improve the angiogenic activity of endothelial progenitor cells (evaluated by quantifying miRNA126 and miRNA130 in CAC). Finally patients less active benefited to a lesser extent from the benefits of exercise, although it was enough to reduce the high level of oxidative stress observed at the beginning. These results support what is known about the implementation of a more active lifestyle in diabetic patients. In particular, the data underlines how the implementation of these strategies have a role in preventing hypertension and inflammation and to improve the oxidative status and activity of the angiogenic endothelial progenitor cells. These latter findingrepresent an innovative aspect of particular importance in the prevention of endothelial dysfunction underlying cardiovascular disease in diabetic patients.

Il diabete mellito comprende un insieme di disordini metabolici caratterizzati da iperglicemia cronica ed è oggi ampiamente diffuso in tutto il mondo. Le malattie cardiovascolari rappresentano la principale causa di mortalità tra i soggetti diabetici in quanto essi sono maggiormente esposti ai fattori di rischio cardiovascolare, presentando in particolare una ridotta funzionalità endoteliale ed una scarsa capacità rigenerativa dell’endotelio. Tuttavia l’esercizio fisico può essere in grado di migliorare questi indici in quanto determina, in risposta ad un aumentato flusso laminare (shear stress), un incremento di produzione e di rilascio di ossido nitrico. In questo contesto il presente lavoro ha avuto l’obiettivo di valutare gli effetti derivanti da uno stile di vita fisicamente più attivo per tre mesi nella prevenzione delle patologie cardiovascolari in pazienti con diabete mellito. A tal fine 19 soggetti diabetici sedentari o poco attivi, dopo essere stati sensibilizzati sull’importanza di una vita attiva, sono stati sottoposti a monitoraggio continuo per tre mesi, mediante l’impiego del gravitometro “MyWellness Key®”. Al termine del periodo di studio, i dati raccolti dallo strumento ci hanno permesso di suddividere i pazienti, in funzione dell’entità di attività fisica svolta, in tre gruppi: attivi, moderatamente attivi e poco attivi. Le indagini sono state condotte all’inizio e al termine del periodo di allenamento sia in vivo, tramite valutazione clinica del paziente e l’impiego di saggi non invasivi, sia ex vivo valutando nel sangue periferico, markers di difesa antiossidante nonché la funzionalità e le capacità rigenerative dell’endotelio. Dai risultati è emerso che il gruppo più attivo ha beneficiato di una riduzione dei livelli di alcuni markers di rischio cardiovascolare, quali pressione arteriosa sistolica, microalbuminuria, grasso androide nonché di una riduzione dello stato infiammatorio (valutato mediante dosaggio di miRNA-146 nelle CAC) e di un’aumentata attività antiossidante della PON. L’esercizio fisico svolto dal gruppo moderatamente attivo è stato sufficiente ad incrementare l’attività dello stesso enzima, a ridurre il livello sia di emoglobina glicata che di danno ossidativo al DNA e a migliorare l’attività angiogenica delle cellule progenitrici dell’endotelio (valutata mediante dosaggio di miRNA126 e miRNA130 nelle CAC). I pazienti poco attivi, infine, hanno giovato in misura minore dei benefici derivanti dall’esercizio fisico, sebbene sia stato sufficiente a ridurre l’alto livello di stress ossidativo di partenza. Questi risultati supportano quanto noto circa l’implementazione di uno stile di vita più attivo nel paziente diabetico. In particolare i dati sottolineano come l’attuazione di tali strategie abbia un ruolo nel prevenire l’ipertensione e lo stato infiammatorio nonché di migliorare lo stato ossidativo e l’attività angiogenica delle cellule progentitrici dell’endotelio. Questi ultimi aspetti rappresentano un aspetto innovativo di particolare rilevanza nella prevenzione della disfunzione endoteliale alla base delle patologie cardiovascolari nel paziente diabetico.

Esercizio fisico nella prevenzione delle malattie cardiovascolari nel paziente diabetico: markers di difesa antiossidante, funzionalità e capacità rigenerante dell’endotelio

Orlando, Patrick
2016-02-26

Abstract

Il diabete mellito comprende un insieme di disordini metabolici caratterizzati da iperglicemia cronica ed è oggi ampiamente diffuso in tutto il mondo. Le malattie cardiovascolari rappresentano la principale causa di mortalità tra i soggetti diabetici in quanto essi sono maggiormente esposti ai fattori di rischio cardiovascolare, presentando in particolare una ridotta funzionalità endoteliale ed una scarsa capacità rigenerativa dell’endotelio. Tuttavia l’esercizio fisico può essere in grado di migliorare questi indici in quanto determina, in risposta ad un aumentato flusso laminare (shear stress), un incremento di produzione e di rilascio di ossido nitrico. In questo contesto il presente lavoro ha avuto l’obiettivo di valutare gli effetti derivanti da uno stile di vita fisicamente più attivo per tre mesi nella prevenzione delle patologie cardiovascolari in pazienti con diabete mellito. A tal fine 19 soggetti diabetici sedentari o poco attivi, dopo essere stati sensibilizzati sull’importanza di una vita attiva, sono stati sottoposti a monitoraggio continuo per tre mesi, mediante l’impiego del gravitometro “MyWellness Key®”. Al termine del periodo di studio, i dati raccolti dallo strumento ci hanno permesso di suddividere i pazienti, in funzione dell’entità di attività fisica svolta, in tre gruppi: attivi, moderatamente attivi e poco attivi. Le indagini sono state condotte all’inizio e al termine del periodo di allenamento sia in vivo, tramite valutazione clinica del paziente e l’impiego di saggi non invasivi, sia ex vivo valutando nel sangue periferico, markers di difesa antiossidante nonché la funzionalità e le capacità rigenerative dell’endotelio. Dai risultati è emerso che il gruppo più attivo ha beneficiato di una riduzione dei livelli di alcuni markers di rischio cardiovascolare, quali pressione arteriosa sistolica, microalbuminuria, grasso androide nonché di una riduzione dello stato infiammatorio (valutato mediante dosaggio di miRNA-146 nelle CAC) e di un’aumentata attività antiossidante della PON. L’esercizio fisico svolto dal gruppo moderatamente attivo è stato sufficiente ad incrementare l’attività dello stesso enzima, a ridurre il livello sia di emoglobina glicata che di danno ossidativo al DNA e a migliorare l’attività angiogenica delle cellule progenitrici dell’endotelio (valutata mediante dosaggio di miRNA126 e miRNA130 nelle CAC). I pazienti poco attivi, infine, hanno giovato in misura minore dei benefici derivanti dall’esercizio fisico, sebbene sia stato sufficiente a ridurre l’alto livello di stress ossidativo di partenza. Questi risultati supportano quanto noto circa l’implementazione di uno stile di vita più attivo nel paziente diabetico. In particolare i dati sottolineano come l’attuazione di tali strategie abbia un ruolo nel prevenire l’ipertensione e lo stato infiammatorio nonché di migliorare lo stato ossidativo e l’attività angiogenica delle cellule progentitrici dell’endotelio. Questi ultimi aspetti rappresentano un aspetto innovativo di particolare rilevanza nella prevenzione della disfunzione endoteliale alla base delle patologie cardiovascolari nel paziente diabetico.
Diabetes mellitus comprises a group of metabolic diseases characterized by chronic hyperglycemia and the incidence of the disease is widely spread in the world. Cardiovascular diseases are the main cause of death in diabetics beacuse they have greater exposure to cardiovascular risk factors, in particular having reduced endothelial function and the regenerative capacity of the endothelium is limited. However, physical activity may be able to improve these indices since it produces an increase of production and release of nitric oxide in response to increased laminar flow (shear stress). In this contest, the aim of the present study is to evaluate the effects of three months of a physically active lifestyle in preventing cardiovascular diseases in diabetes. For this purpose, ninteen diabetic subjects that were sedentary or less active, were informed about the importance of an active lifestyle, and were continuosly monitored for three months, by using an accelerometer, “MyWellness Key®”. At the end of the study, data collected by the instrument allowed us to separate patients, depending on the amount of physical activity, into three groups: active, moderately active and less active. The investigations were conducted at the beginning and at the end of the training period both in vivo, through clinical evaluation of the patient and the use of non-invasive tests, and ex vivo, by evaluating markers of antioxidant defense in peripheral blood, as well as the functionality and regenerative capacity of the endothelium. The results showed that the most active group benefited from a reduction in the levels of some markers of cardiovascular risk, such as systolic blood pressure, microalbuminuria, android fat, as well as a reduction of the inflammatory status (evaluated by quantifying miRNA-146 in the CAC) and increased antioxidant activity of the PON. The exercise carried out moderately was sufficient to increase the same enzyme activity, to reduce glycated hemoglobin and oxidative DNA damage levels and to improve the angiogenic activity of endothelial progenitor cells (evaluated by quantifying miRNA126 and miRNA130 in CAC). Finally patients less active benefited to a lesser extent from the benefits of exercise, although it was enough to reduce the high level of oxidative stress observed at the beginning. These results support what is known about the implementation of a more active lifestyle in diabetic patients. In particular, the data underlines how the implementation of these strategies have a role in preventing hypertension and inflammation and to improve the oxidative status and activity of the angiogenic endothelial progenitor cells. These latter findingrepresent an innovative aspect of particular importance in the prevention of endothelial dysfunction underlying cardiovascular disease in diabetic patients.
diabetes; cardiovascular diseases; physical exercise;
diabete; malattie cardiovascolari; esercizio fisico;
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