Serum Levels of Bone Morphogenetic Protein 7 Increase After a Single HIIT Session in Patients with Axial Spondyloarthritis, but not After a 12-week HIIT Intervention
2023 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
Background: Axial Spondyloarthritis (axSpA) is a chronic inflammatory disease that mainly affects the axial skeleton. It is characterised by chronic pain caused by inflammation and abnormal formation of new bone tissue in the axial skeleton, peripheral joints and entheses. Bone morphogenetic protein 7 (BMP-7) has been identified for its involvement in the formation of new bone tissue and it has been observed that inflammation can lead to higher levels of BMP-7 contributing to bone formation and ankylosis. High-intensity training (HIT) has been shown to decrease inflammation in patients with axSpA; no previous studies have to our knowledge been done on the effects of high-intensity interval training (HIIT) on serum levels of BMP-7 in patients with axSpA. Aim: This study aimed to compare serum levels of BMP-7 in patients with axSpA with healthy controls and to study the acute and long-term effects of HIIT on serum levels of BMP-7. Methods: Serum and data used in this study are from two different sub-studies in a project; one pilot study and one intervention study. Ten patients with axSpA and 11 healthy controls in the pilot study (n=21) performed a HIIT session consisting of 4x4-minute intervals interspersed with three minutes of active rest between the intervals. Venous blood samples were taken before the HIIT session (baseline), and one hour after the HIIT session. For the intervention study, individuals with axSpA were randomly divided into an intervention group (n=11) and a control group (n=10) where the intervention group performed two HIIT sessions and one moderate or high-intensity exercise session per week for 12 weeks, whereas the control group continued with their regular training. Venous blood samples were taken before the HIIT intervention (baseline), and 12 weeks post-intervention. Results: Serum levels of BMP-7 increased significantly in patients with axSpA after a single HIIT session (p < 0.01) but not in healthy controls (p > 0.05). Patients with axSpA had a significantly lower level of BMP-7 at baseline compared to the healthy controls (p = 0.001). The intervention study showed no significant increases in serum levels of BMP-7 in patients with axSpA in either the intervention group or the control group, and BMP-7 levels did not differ significantly between men and women with axSpA at baseline. Conclusion: This study found that serum levels of BMP-7 significantly increased after a single HIIT session but not after a 12-weeks intervention in patients with axSpA. An increase in bone metabolism following a HIIT session can be suggested to result in increased bone mineral density, which can possibly prevent pathological bone formation causing ankylosis and radiographic damage in the long term. This assumption does, however, need further investigation.
Abstract [sv]
Bakgrund: Axial spondylartrit (axSpA) är en kronisk inflammatorisk sjukdom som främst drabbar det axiala skelettet. Den karaktäriseras av kronisk smärta orsakad av inflammation och onormal formation av ny benvävnad i det axiala skelettet, perifera leder och enteser. Benmorfogenetiskt protein 7 (BMP-7) har identifierats för dess involvering i formationen av ny benvävnad och det har observerats att inflammationen kan leda till högre nivåer av BMP-7 som i sin tur leder till benformation och ankylos. Högintensiv träning (HIT) har visat minska inflammation hos individer med axSpA men inga tidigare studier har till vår kännedom gjorts för att undersöka effekten av högintensiv intervallträning (HIIT) på serumnivåer av BMP-7 hos patienter med axSpA. Syfte: Den här studien syftade till att jämföra serumnivåer av BMP-7 hos individer med axSpA med friska kontroller och även studera de akuta och långsiktiga effekterna av HIIT på serumnivåer av BMP-7. Metod: Serum och data som användes i denna studie kommer från olika delstudier i ett projekt; en pilotstudie och en interventionsstudie. Tio individer med axSpA och 11 friska kontroller i pilotstudien (n = 21) genomförde ett HIIT-pass bestående av 4x4-minuters intervaller med tre minuters aktiv vila mellan intervallerna. Venösa blodprover togs före HIIT-passet (baseline) och en timme efter HIIT-passet. För interventionsstudien delades individer med axSpA slumpmässigt in i en interventionsgrupp (n = 11) och en kontrollgrupp (n = 10) där interventionsgruppen utförde två HIIT-pass och ett måttligt eller högintensivt träningspass per vecka i 12 veckor, medan kontrollgruppen fortsatte med sin vanliga träning. Venösa blodprover togs före HIIT-interventionen (baseline) och 12 veckor efter interventionen. Resultat: Serumnivåerna av BMP-7 ökade signifikant hos individer med axSpA efter ett enda HIIT-pass (p <0,01) men inte hos friska kontroller (p >0,05). Individer med axSpA hade en signifikant lägre nivå av BMP-7 vid baseline jämfört med friska kontroller (p = 0,01). Interventionsstudien visade ingen signifikant ökning i serumnivåer av BMP-7 hos individer med axSpA i varken interventionsgruppen eller kontrollgruppen, och BMP-7-nivåer skiljde sig inte signifikant mellan män och kvinnor med axSpA vid baseline. Slutsats: Studien visar att serumnivåer av BMP-7 ökar signifikant efter ett HIIT-pass, men inte efter en 12-veckors intervention hos individer med axSpA. En ökning av benmetabolism till följd av ett HIIT-pass kan föreslås resultera i ökad bentäthet, vilket möjligtvis skulle kunna förhindra patologisk benformation som kan orsaka ankylos och radiografisk skada i längden. Detta antagande kräver dock vidare forskning.
Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 42
National Category
Medical and Health Sciences Rheumatology and Autoimmunity
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hh:diva-50474OAI: oai:DiVA.org:hh-50474DiVA, id: diva2:1759444
Educational program
Biomedicine Exercise Physiology, 180 credits
Supervisors
Examiners
2023-05-312023-05-252023-05-31Bibliographically approved