Aerobní cvičení a cerebrovaskulární funkce

Pro řešení rostoucích zdravotních problémů stárnoucí populace veteránů je zásadní porozumět účinným rehabilitačním technikám, které zmírňují komorbiditu související s věkem a zlepšují kvalitu života. K dnešnímu dni je cvičení jedním z mála osvědčených intervencí, které zmírňují pokles zdraví a funkce mozku související s věkem. Konzistentní, ale nevysvětlené zjištění v mnoha z těchto studií je změna ve vzorci kortikální aktivace během úkolu, hodnocená pomocí signálu závislého na hladině kyslíku v krvi (BOLD) s fMRI, který odpovídá zlepšenému výkonu úkolu. Dvě klíčové metriky cerebrovaskulárního zdraví a fungování, které jsou nedostatečně prozkoumány, ale mohou ovlivnit zdokumentované změny v odpovědi BOLD, která je pozorována při postaerobní aktivitě, jsou: 1) změny v klidovém nebo bazálním průtoku krve mozkem (perfuze) do klíčových oblastí mozku; a 2) změny ve schopnosti cerebrovaskulatury dilatovat tváří v tvář zvýšené poptávce, nazývané cerebrovaskulární reaktivita (CVR). Cílem výzkumníků je kvantifikovat dopad aerobního cvičení na cerebrovaskulární funkci a jak perfuze a CVR přispívají k signálu BOLD během úkolové fMRI. V souladu s předchozími výzkumnými studiemi stárnutí a cvičení účastníci splní jednu ze dvou podmínek; 1) aerobní intervence s intervalovým tréninkem (Spin; n=44) nebo 2) neaerobní kontrolní stav protahování (kontrola; n=44). Kardiovaskulární zdatnost, arteriální spinové značení pro bazální mozkovou perfuzi, CVR, úkolově založená fMRI (kognitivně-výkonná a motorická) a behaviorální výsledky budou hodnoceny před a po intervencích. Konkrétní cíle určí účinek 12týdenní intervence aerobního cvičení na změny mozkové perfuze a CVR u starších veteránů. Výzkumníci předpokládají, že ve srovnání s kontrolní skupinou bude mít aerobně trénovaná skupina zvýšenou bazální perfuzi a CVR v oblastech, které vykazují pokles související s věkem a u kterých bylo prokázáno, že jsou tvárné pro aerobní cvičení (inferiorní frontální a motorické kortexy).

Výzkum v posledních několika desetiletích vedl k neustálé podpoře cvičení jako jednoho z nejpůsobivějších zásahů do zdraví a funkce centrálního nervového systému. V popředí velké části tohoto výzkumu je použití úkolově založené fMRI BOLD ke kvantifikaci prospěšných změn kortikální funkce po aerobním cvičení. I když je tento výzkum transformativní, skutečný dopad tohoto výzkumu je omezený, dokud výzkumníci nebudou moci definovat vliv cerebrovaskulární funkce na dobře zdokumentovanou prospěšnou změnu v odpovědi BOLD. Výzkumníci vědí, že starší dospělí, kteří jsou fyzicky aktivní, mají zlepšené vaskulární zdraví, ale neznají úplný dopad cvičební intervence na cerebrovaskulární zdraví. Pokud budou podpořeny hypotézy o zlepšené perfuzi a CVR, bude to informovat o současných intervenčních strategiích a přidá důležité další informace o potenciálu cvičení zlepšit zdraví mozku při stárnutí. To by mělo důsledky pro stárnoucí veterány ohrožené neurodegenerativním onemocněním způsobeným cerebrovaskulární dysfunkcí.