Biochimica clinica 2016/17

Alessio Marciano biochimica dell'esercizio fisico 2016-17

Biochimica clinica applicata all'attività motoria

La biochimica clinica è la scienza che analizza i valori fisiologici di alcune sostanze presenti nel corpo, denominate marcatori, e la sua successiva standardizzazione con la finalità di valutare lo stato di una persona.

Esami diagnostici ordinari

• Controllo dello stato di salute
• Ottimizzare lo stato di forma
• Migliorare le prestazioni

Esami diagnostici extraordinari

• Test antidoping

Esecuzione di un test diagnostico

(Esempio con un esame del sangue)

• Fase pre-analitica: raccolta dei test
  1. Identificazione: etichettatura dei campioni
  2. Emoconcentrazione: variabilità dei risultati in base allo stato fisiologico della persona. Variazioni della volemia in relazione allo stato di idratazione
  3. Interferenza: in presenza di digiuno, terapie, eccetera
  4. Circadianità: variabilità ormonale nell'arco della giornata
  5. Artefatti da trattamento: temperature, agitazione, luce eccetera
• Fase analitica: analisi dei test
  1. Precisione
  2. Accuratezza
  3. Specificità
  4. Sensibilità analitica

  Oppure, tutti i precedenti parametri sono raccolti in un unico dato: la variabilità analitica CV. Se lo strumento ha una CV <10% lo si può considerare buono.

• Fase post-analitica: interpretazione del risultato

  Bisogna confrontare i parametri con quelli di riferimento, considerando la variabilità di ogni test, dello stile di vita dell'atleta e soprattutto che le tabelle di riferimento sono riferite ad una popolazione normale, scarsamente attiva.

Esami di routine per gli atleti

Esami molecolari: viene analizzato il DNA degli atleti (tampone sulla parete della bocca) per scoprire varianti genetiche o polimorfismi legati all'attività fisica.

Polimorfismo: variazione di basi azotate nello stesso pezzo di DNA. Crea la diversità delle persone, l'espressione dei geni è diversa.

Gli esami genetici servono per vedere i parametri genetici (circa 200, 20 ben caratterizzati) relativi alla performance sportiva. Molti geni non sono ancora stati scoperti quindi non è automatico collegare una persona, con uno specifico gene, ad una particolare capacità. Sicuramente è possibile indirizzare una persona ad un certo tipo di attività fisica come: attività aerobica, forza, rapidità, ecc. Ogni categoria di sportivi ha dei polimorfismi specifici diversi dagli altri.

Nella performance la predisposizione genetica può valere il 60% del risultato.

I test per gli atleti servono per cercare quattro parametri generali:

• Predisposizione ad infortuni
• Attitudine ad attività di forza/potenza
• Attitudine a determinati esercizi
• Possibilità di modulazione dell'allenamento
• Doping genetico

ACTN3 Gene della velocità

Gene scoperto nel 2003 e messo in relazione con la capacità di velocità. Venne battezzato così poiché è presente nei velocisti di alto livello. Questo gene codifica per la proteina actina. Nelle fibre muscolari le molecole di actina sono collegate dalla proteina actinina. Le actinine sono le proteine di recupero, che riportano ai valori nominali le lunghezze delle fibre dopo una contrazione muscolare. Nelle fibre lente sono presenti proteine di collegamento A-actinina-2, nelle fibre veloci alcuni hanno l'A-actinina-3 ed alcuni l'A-actinina-2.

Ci sono tre possibili combinazioni genetiche:

• Genotipo RR e RX predisposizione per sport di velocità e potenza
  • Nelle fibre lente: A-actinina 2 per polimorfismo RR e RX
  • Nelle fibre veloci: A-actinina 3 per polimorfismo RR e RX
• Genotipo XX predisposizione per sport di endurance
  • Nelle fibre lente: A-actinina 2 per polimorfismo XX
  • Nelle fibre veloci: A-actinina 2 per polimorfismo XX (proteine di recupero lenta)

Esami biochimici

Analisi di metaboliti nei fluidi biologici: urine, sangue e liquido sinoviale (inoltre esistono esami con prelievi di saliva)

Esame delle urine

(Test antidoping)

1. Esame visuale: Colore, aspetto e volume (diuretici divisi in D che espellono il doping oppure quelli che lo trattengono nel corpo per evitare di trovarlo nelle urine)
2. Esame chimico:
   • pH (variabile in base all'introito proteico e allo stile alimentare (vegetariano o non))
   • Glucosio (non deve essere presente nell'urea)
   • Bilurbina (sostanza del catabolismo dell'emoglobine)
   • Nitriti (Prodotto batterico, presente da un’infezione)
   • Sangue (se lo sforzo è molto prolungato, è normale trovarne nelle urine subito dopo l'attività)
   • Urobilinogeno (Presente in quantità basse)
   • Proteine (Non ci sono di solito a meno che non abbia problemi renali seri o sia diabetico. Chi fa un esercizio pesante possono presentarsi nell'urina, soprattutto se lo sforzo non è abituale)
   • Chetoni: Compaiono quando c'è una dieta iperproteica, quando ci sono pochi carboidrati, con uno sforzo prolungato e dopo il digiuno
   • Leucociti: (GB bianchi) non presenti nelle urine, si presentano quando c'è uno stato infettivo
   • Creatinina:
   • Peso specifico: Valuta se sono stati introdotti diuretici
   • Droghe, sostanze dopanti
3. Esame microscopico
   • WBC
   • Batteri
   • Cristalli: stato di disidratazione o situazione patologica come i calcoli
   • RBC

Esami del sangue

Trattamento del sangue:

• Trattato con anticoagulanti (Eparina, EDTA): si studia parte liquida e cellulare acido etilen-diamino-tetracetico. La provetta di sangue viene centrifugata per dividere il plasma dalla componente cellulare. L'ematocrito è la percentuale del volume di sangue occupata dal volume delle componenti cellulari.
• Non trattato, il sangue coagula: si studia solo la parte cellulare. La provetta coagulata si centrifuga allo stesso modo per quello non coagulato. La provetta si divide sempre in coagulo e siero, sostanza simile al plasma.

Per vedere le sostanze presenti nel sangue è indifferente che tipo di campione si utilizza, mentre se si deve vedere l'ematocrito o valori correlati con la componente cellulare serve avere una provetta non coagulata.

• ∼55% Plasma – Volume totale del sangue
  • Veicola sostanze di rifiuto (lattato)
  • Mantiene costante il volume del sangue: disidratazione
  • Trasporta sostanze nutritivo: Glucosio e A. grassi
  • Difesa dell'organismo
  • Coagulazione (indifferente durante l'attività)
• ∼45% Componente cellulare - Volume totale del sangue
  1. Leucociti o globuli bianchi (Leuco → bianco)
     • Hanno funzione immunitaria
     • Granulociti
       • 40% Basofili e Eosinofilo, cellule presenti in persone con allergie
       • 60% Neutrofili lavorano in processi infiammatori. Secernono sostanze irritanti per combatterle
     • Linfociti
     • Monociti →
  2. Eritrociti o globuli rossi (Eritro rosso)
     • Sono cellule anucleate composte da emoglobina e ferro e hanno la funzione di trasportare gas.
  3. Piastrine
     • Hanno funzione riparatoria immediata, in caso di lesioni tissutali.

Esame emocromocitometrico o emocromo

Esame generico del sangue per la determinazione della quantità complessiva di tutte le cellule presenti in esso. Generalmente è utilizzato per determinare:

• Il numero di tutte le cellule del sangue
• La concentrazione dell’emoglobina
• L’ematocrito
• L’analisi delle caratteristiche fisiche (forma, dimensioni) dei globuli rossi e delle piastrine

A cosa serve l'emocromo

• Valutare lo stato di salute generale
• Determinare la presenza di alcune malattie, soprattutto anemie e infezioni
• Ricerca sostanze dopanti

Marcatori principali

In foto i valori di riferimento dei principali parametri ematologici differenziate per quantitativo di attività.

Ematocrito: è la quantità di componente cellulare rispetto al volume totale del sangue. Di solito viene espresso in percentuale. Negli atleti l'ematocrito è il principale indicatore dello stato di forma di un atleta. È un valore che va tenuto sotto osservazione durante una fase preparatoria ad una gara perché è il principale fattore che influenza rendimento fisico. Solitamente brusche variazioni di 1-3 punti fanno calare drasticamente la performance mentre valori normali o superiori alla norma permettono un rendimento ottimale o migliore.

Globuli rossi – RBC red blood cell

Se i valori sono più alti della norma le cause probabili potrebbero essere:

• Perdite di liquidi (diarrea, ustioni, disidratazione)
• Utilizzo di sostanze dopanti
• Allenamento in altura

Se i valori sono più bassi della norma le cause probabili potrebbero essere:

• Anemia emorragie
• Malattie renali
• Malnutrizione
• Carenze di ferro e vitamine B6, B9 e B12

Globuli bianchi – WBC white blood cell

Se i valori sono più alti della norma le cause probabili potrebbero essere:

• Infezioni
• Infiammazioni
• Traumi
• Stress

Se i valori sono più bassi della norma le cause probabili potrebbero essere:

• Malattie particolari
• Assunzione di farmaci

Piastrine

Variano in base a lesioni tissutali e malattie. L’attività fisica non è influente sulla loro quantità.

MCV

È un valore che esprime la grandezza dei globuli rossi. È detto indice di adattamento all'attività aerobica quindi risente dell'attività constante nel tempo.

Se è basso è presente una carenza di ferro, se è alto c'è una carenza di vitamina B12 e folati.

L'attività aerobica crea degli adattamenti aumentando la grandezza dei Globuli Rossi, permettendo un maggiore trasporto di ossigeno a parità di GR poiché in ogni globulo ha più superficie di contatto.

Questo valore è possibile controllarlo per vedere quando un atleta sta tornando ai livelli prestativi ottimali in seguito ad un periodo di stop.

Metabolismo del ferro

• Ferro, Ferritina, Transferrina, Recettore solubile della transferrina (sTRF), Eritropoietina

Indicatori di rischio cardiovascolare

• Colesterolo totale, LDL-C, HDL-C, Trigliceridi