Vitamin B6, B12, kyselina listová a cvičení při Parkinsonově chorobě

Jedinci s Parkinsonovou nemocí (PD) mají vyšší riziko úmrtí na onemocnění koronárních tepen a mrtvici (Gorell, Johnson, & Rybicki, 1994; Postuma & Lang, 2004). Sedmdesát procent lidí s PD trpí demencí nebo kognitivní poruchou. Snížené hladiny vitamínů B jsou spojeny se zvýšenými hladinami homocysteinu (proteinu produkovaného v těle), který byl přímo spojen se srdečními chorobami, cerebrovaskulární příhodou, demencí a zhoršenou kognitivní funkcí (Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004). Bylo prokázáno, že normalizace hladin homocysteinu a vitamínů B v těle snižuje riziko těchto onemocnění a zlepšuje kognitivní výkon (Miller et al., 2003; Morris, 2003).

Léčba levodopou, která se používá k léčbě jedinců s PD, způsobuje zvýšené hladiny homocysteinu (Blandini et al., 2001; Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004). Mechanismus zvýšeného homocysteinu souvisí se stavem vitaminu B (Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004). L-dopa podléhá O-methylaci a tato reakce produkuje s-adenosylhomocystein (SAH). SAH je poté hydrolyzován a tvoří homocystein. Proto čím více L-dopy vyžaduje 0-methylaci, tím více homocysteinu je produkováno. Jakmile je homocystein produkován, je metabolizován zpět na methionin nebo na cystein. Aby mohl být metabolizován na methionin a cystein, je zapotřebí vitamín B6, B12 a kyselina listová. Pokud homocystein nemůže být metabolizován, hromadí se v těle a vytváří nebezpečné hladiny (Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004).

Podstoupení léčby levodopou nepoškozuje metabolismus homocysteinu, ale spíše způsobuje zvýšení syntézy homocysteinu, takže překračuje schopnost těla jej metabolizovat. Hladiny vitaminu B12 a kyseliny listové tedy musí být vyšší u jedinců léčených levodopou, aby bylo možné čelit potřebě většího metabolismu homocysteinu (Miller et al., 2003).

Existuje rozsáhlá experimentální podpora pro suplementaci vitaminu B ke snížení hladin homocysteinu v této populaci (Lamberti et al., 2005; Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004; Zoccolella et al., 2005). Bylo prokázáno, že suplementace B12 (kyanokobalamin) a kyselina listová významně snižují hladiny homocysteinu u jedinců s hyperhomocysteinémií při léčbě L-dopa (Lamberti et al., 2005). Miller ukázal, že jedinci, kteří dostávají terapii L-dopa, mají významně snížené hladiny B6, ale normální hladiny cysteinu. Vitamin B6 je koenzym při syntéze glutathionu z cysteinu. Suplementace vitaminu B6 (pyridoxin hydrochlorid) však nebyla u této populace pozorována, proto výzkumníci budou doplňovat B6, stejně jako B12 a kyselinu listovou. Kromě vitamínů B bylo prokázáno, že cvičení a silový trénink snižují hladinu homocysteinu (Vincent, Bourguignon, & Vincent, 2006) a zvyšují klidový GSH (Elokda & Nielsen, 2007).

Zvýšený homocystein koreluje se sníženými hladinami glutathionu (Mosharov, Cranford a Banerjee, 2000). Glutathion (GSH) je zčásti tvořen cysteinem, což způsobuje přímé spojení mezi glutathionem a homocysteinem (viz diagram). GSH je jedním z nejsilnějších antioxidantů v našem těle. GSH je redukovaná forma glutathionu, která působí jako naše hlavní obrana proti reaktivním druhům kyslíku (ROS) nebo volným radikálům (FR). ROS přispívají k iniciaci mnoha onemocnění (Viguie et al., 1993). Glutathiondisulfid (GSSG) je oxidovaná forma GSH. Typicky jsou GSH a GSSG měřeny jako poměr (GSH:GSSG) v naší krvi, aby pomohly okamžitě porozumět stavu antioxidantů v našem těle (Elokda & Nielsen, 2007; Viguie et al., 1993). Jedinci s PD mají nižší hladiny GSH v klidu než bez PD a nižší hladiny GSH přímo korelují se závažností onemocnění (Bharath & Andersen, 2005; Maher, 2005).

Současný experiment se snaží zjistit, zda jedinci s PD budou mít prospěch ze suplementace vitamínů B6 (pyridoxin hydrochlorid), B12 (kyanokobalamin) a kyseliny listové, zda budou mít prospěch z 6týdenního kruhového tréninkového programu nebo zda budou mít prospěch z kombinace obou zásahů. Výsledné proměnné budou zahrnovat: plazmatický homocystein, poměr GSH:GSSG, kognitivní funkce, rovnováhu, sílu, funkční aktivity, analýzu kinematické chůze a dotazník kvality života.

Vyšetřovatelé předpokládají, že typicky nižší hladiny GSH a vyšší hladiny homocysteinu u lidí s PD budou normalizovány doplněním B6, B12 a folátu, čímž se sníží oxidační stres a nabídne se větší ochrana ROS. Vyšetřovatelé předpokládají, že kruhový trénink sníží hladinu homocysteinu a zvýší hladinu glutathionu. Kromě toho vyšetřovatelé očekávají, že obě intervence zlepší funkční opatření, jako je chůze a rovnováha, a také zlepší škály měřící kvalitu života a deprese.

Pro tuto studii bylo přijato 24 dobrovolníků se sedavým zaměstnáním s diagnózou PD (analýza síly na úrovni 0,80). Všechny subjekty byly ve věku mezi 50 a 80 lety a byly hodnoceny na Hoehnově a Yahrově stupnici na úrovni 2. Subjekty odpovídaly věku a pohlaví.

Každý subjekt provede test tolerance cvičení na běžeckém pásu a bude převeden na vrchol cvičení. Špičkové cvičení je definováno jako 90 % cílové srdeční frekvence, RPE 9, pokud subjekt není schopen udržet tempo na běžeckém pásu nebo pokud je dosaženo anaerobního prahu. Kromě toho budou dodržovány pokyny American College of Sports Medicine (ACSM) pro ukončení zátěžového testování. Během zátěžového testu budou v 1minutových intervalech zaznamenávány srdeční frekvence (HR), VO2, RER, VCO2 a EKG; BP a RPE budou zaznamenány během druhé a třetí minuty každé fáze. Vitální funkce, RPE a úrovně MET budou také zaznamenány při ukončení cvičení. Ihned po cvičení (do 3 minut) budou odebrány 3 cc krve. Krev bude zmražena a uložena v laboratoři.

Funkční opatření

Funkční testování dolní části těla bude měřeno měřeným testem ve stoje a jít (Chair Stand Test) (Rikli, 1999). Účastníci budou požádáni, aby vstali ze židle a poté se vrátili do sedu. Budou požádáni, aby to provedli tolikrát, kolikrát mohou během 30 sekund. Nejprve to předvede tester a dostane jeden cvičný stojan. Uskuteční se jeden 30sekundový pokus a celkový počet úplných sezení na stání bude skóre.

Chůze bude měřena kinematickou analýzou pomocí sedmikamerového (60 Hz) systému Peak Performance Motus 2000 v reálném čase (Peak Performance Technologies, Inc., Englewood, Colorado). Pomocí upravené sady Helen Hayes Marker Set budou pasivní reflexní značky umístěny po celém těle, což umožní přesné měření chůze (Kadaba, Ramakrishnan, & Wootten, 1990). Subjekty budou požádány, aby ušly 10 m po rovné, hladké a natřené betonové cestě. Tester předvede jednou a subjekt provede tři pokusy s 3minutovým odpočinkem vsedě mezi každým pokusem.

Balance bude testována pomocí systému SMART Balance Master (NeuroCom International, Inc., Clackamas, Oregon). Používané protokoly zahrnují test senzorické organizace, test kontroly motoru, test limitů stability a test jednostranného postoje (Bronte-Stewart, Minn, Rodrigues, Buckley a Nashner, 2002).

Svalová síla bude testována kloubem na každém jednotlivém stroji CYBEX. Prodloužení nohou, tlak na nohy, zkroucení nohou, addukce/abdukce kyčle, zadní řada, protažení hrudníku, zkroucení paží a pokles v sedě. Maximálně jedno opakování bude použito pouze pro jeden pokus v každé modalitě. Tester nejprve provede cvičení, aby předvedl. Subjekt bude požádán, aby zvedl co největší váhu pouze jednou. Mezi každým strojem bude poskytnuta 3minutová přestávka.

Kvalita života bude měřena pomocí dotazníku Parkinsonovy nemoci 39 (PDQ-39) (Marinus, 2008). Psychosociální a kognitivní funkce budou měřeny pomocí dotazníku SCOPA-PS (Marinus, Visser, Martinez-Martin, van Hilten, & Stiggelbout, 2003). Každý subjekt vyplní tyto dotazníky před studií a po dokončení studie.

Zásah

Vzorky krve, moči a 1 RM (ACSM Guidelines) budou změřeny před zátěžovým testem při zátěži, ve stejný den ráno a nalačno. Subjekty přijdou do druhého dne, aby provedly analýzu chůze, testování rovnováhy, funkční testování a vyplnily dotazník PDQ-39 a SCOPA.

Každý účastník bude náhodně zařazen do jedné ze čtyř skupin. Aerobní cvičení s posilováním (AWT), AWT se suplementací vitamínů B (AWT+B), suplementace vitamínů B bez tréninku (BS) a kontrolní skupina (C). Cvičební tréninky trvají 40 minut a třikrát týdně. Budou se skládat z 20 minut aerobního tréninku buď na běžeckém pásu nebo na eliptickém trenažéru. Vzhledem k tomu, že HR není přesným nástrojem k určení intenzity cvičení u subjektů s PD, budou účastníci monitorováni, aby udrželi HR, která je v souladu s V02 ve výši 60-70 % jejich maximální V02, jak bylo stanoveno z jejich počátečního GXT. Posilovací cvičení se bude skládat ze sedmi posilovacích strojů CYBEX. Patří mezi ně extenze nohou, zkroucení nohou, tlak na nohu, abdukce kyčle, stažení latissimu dorsi, poklop na hrudník a pokles v sedě. Každý účastník provede na každém náčiní maximálně 1 opakování a zaznamená se jako míra jeho síly před tréninkem. Vyšetřovatelé použijí 50 % až 80 % svého 1 RM k provedení 1 sady 8-15 opakování na cvičení s 30s přestávkou mezi každou sérií cvičení (Elokda & Nielsen, 2007; Vincent et al., 2006) (ACSM) . Skupině, která bude doplněna, bude podáváno 5 mg/den folátu, 2000 mcg/den kyanokobalaminu (orálně B12) (Butler et al., 2006; Lamberti et al., 2005) a 25 mg/den B6 (Malouf & Grimley Evans, 2003).