Aerobní tréninky pacientů s mrtvicí

Design Institucionální revizní rada nemocnice terciární péče schválila studii (IRB č. 201600576A3). Randomizovaná kontrolovaná studie byla provedena u pacientů s cévní mozkovou příhodou s různými cvičebními režimy a byla pro hodnotitele slepá. Studie probíhala od srpna 2016 do června 2018. Účastníci byli náhodně rozděleni do skupin MICT nebo HIIT pomocí počítačem generovaného skrytého rozvrhu přidělování. Všichni zahrnutí pacienti s cévní mozkovou příhodou absolvovali tradiční rehabilitační programy, včetně rovnováhy, rozsahu pohybu nebo terapeutického cvičení, a navíc v nemocnici pod dohledem 30 minut MICT nebo HIIT po dobu 36krát. Data byla shromážděna zaslepeným hodnotitelem před randomizací po dokončení cvičení.

Účastníci byli vyšetřeni pacienti s cévní mozkovou příhodou, diagnostikovaní neurologem. Kritéria pro zařazení byla uvedena následovně: (I) ≥ 20 let; (II) cévní mozkové příhody se stabilním klinickým stavem ≥ 3 měsíce; (III) mini-mentální státní zkouška (MMSE)> 24; (IV) žádný akutní koronární syndrom. Ti, kteří měli nestabilní anginu pectoris, systolický krevní tlak > 200 mm Hg nebo diastolický krevní tlak > 110 mm Hg, symptomatickou ortostatickou hypotenzi, těžkou aortální stenózu (špičkový systolický tlakový gradient > 50 mm Hg nebo plochu otevření aortální chlopně < 0,75 cm2), zánětlivé onemocnění během posledních 3 měsíců, nekontrolované srdeční dysrytmie, nekompenzované srdeční selhání, atrioventrikulární blok třetího stupně, perikarditida nebo myokarditida během posledních 3 měsíců, embolické onemocnění během posledních 3 měsíců, posunutí ST segmentu ≥ 2 mm v klidu a nekontrolovaný diabetes (glykémie ≥ 300 mg /dl nebo ≥ 250 mg/dl s ketolátek) nebyly kandidáty studie.

Pacienti s cévní mozkovou příhodou měli absolutní kontraindikace pro kardiopulmonální zátěžový test (CPET) a aerobní aktivity navržené American College of Sports Medicine (ACSM) byly ze studie také vyloučeny. Poté byli způsobilí účastníci náhodně rozděleni do skupin MICT a HIIT. Zaznamenány byly také základní demografické charakteristiky. Všechny subjekty poskytly informovaný souhlas po vysvětlení experimentálních postupů.

Kardiopulmonální zátěžový test (CPET) Účastníci podstoupili inkrementální zátěžový test na cyklistickém ergometru (Ergoselect 150P, ergoline GmbH, Bitz, Německo) a vyšetření bylo prováděno pracovní rychlostí 10 W/min s nepřetržitým monitorováním tepové frekvence, pažní krve tlak a arteriální saturaci kyslíkem až do výše popsaných podmínek zastavení. Spotřeba kyslíku (VO2) byla měřena kardiopulmonálním měřicím zařízením (MasterScreen CPX, CareFusion Corp., Hoechberg, Německo). VO2peak, minutová ventilace (VE) a produkce oxidu uhličitého (VCO2) byly definovány jako vodítko pro zátěžové testování navržené ACSM. Odezvy VE a VCO2, získané od zahájení cvičení k maximálním hodnotám, byly použity k výpočtu směrnice VE-VCO2 pomocí lineární regrese nejmenších čtverců. Sklon účinnosti příjmu O2 (OUES), odhad účinnosti spotřeby O2 během cvičení, byl odvozen ze sklonu přirozeného logaritmického grafu VE vs. VO2.

Srdeční hemodynamická měření Neinvazivní kontinuální monitorovací systém srdečního výdeje (NICOM, Cheetah Medical, Wilmington, Delaware) byl použit k vyhodnocení srdeční hemodynamické odezvy na zátěž, která analyzuje fázový posun (ΔΦ) vytvořený střídavým elektrickým proudem přes hrudník subjektu, jak je popsáno v naší předchozí studii.

Cerebrální hemodynamická měření Dva páry sond pro blízkou infračervenou spektroskopii (NIRS) (Oxymon, Artinis, Nizozemsko) byly připojeny k bilaterálním frontálním oblastem každého zahrnutého subjektu během CPET. Pro měření absorpce světla na každém páru NIRS detektorů byl použit Beer-Lambertův zákon, který odráží změny oxyhemoglobinu ([O2Hb]) a deoxyhemoglobinu ([HHb]) ve frontálním kortexu během cvičení. Celkové množství Hb ([THb]) bylo vypočteno jako součet [02Hb] a [HHb] a bylo použito jako index změny objemu krve ve frontálním kortexu. Rozdíly v okysličení tkání (Δ[O2Hb] a Δ[HHb]) a regionálním průtoku krve (Δ[THb]) mezi zapojenými a nezapojenými frontálními kůrami (zapojenými-nezapojenými) byly použity k odhadu účinků různých cvičebních režimů na okysličení mozkové tkáně. a regionální průtok krve.

QoL související se zdravím QoL byla měřena dotazníkem Short Form-36 Health Survey (SF-36) a pro hodnocení QoL a kognitivních funkcí účastníků bylo použito mini-mental status exam (MMSE).

Protokoly cvičebního tréninku Zahrnuté subjekty prošly 36krát nemocničním tréninkem pod dohledem (2-3 sezení/týden) na cyklistickém ergometru (Ergoselect 150P, Německo) podle našeho předchozího protokolu.15 Trénink se skládal ze zahřátí na 30 % VO2peak po dobu 3 minut, po kterém následoval MICT (60 % VO2peak) nebo HIIT (pět 3minutových intervalů při 80 % VO2peak a každý interval oddělený 3minutovým cvičením při 40 % VO2peak) po dobu 30 minut a poté ochlazení na 30 % VO2peak po dobu 3 minut. Trénink byl ukončen, když měl subjekt symptomy/znaky navržené směrnicí ACSM.

Příprava séra Všem našim subjektům bylo odebráno množství 20 ml čerstvé krve před a po zátěžovém tréninku. Vzorky byly centrifugovány při 2500 otáčkách za minutu po dobu 5 minut při teplotě místnosti a horní sérum bylo uchováno pro buněčnou kulturu a měření hladin BDNF v séru.

Měření sérového BDNF Hladiny BDNF byly hodnoceny před a po aerobním cvičení. Připravené sérum 100 ul bylo přidáno do každé jamky potažené záchytnou protilátkou lidského BDNF v sendvičové soupravě pro dvoumístný enzymový imunotest (ELISA) na pevné fázi (BioVision Inc., Milpitas, CA). Hladina BDNF byla poté určena čtečkou mikrodestiček (SpectraMax M3, Molecular Devices LLC, San Jose, CA).

Buněčná kultura a test růstu neuritů Krysí neuroblastické buňky (PC-12 buněčná linie) byly pěstovány v Dulbeccově modifikovaném Eagleově médiu (DMEM) doplněném 7,5 % pacientským sérem (před a po zátěžovém tréninku), 7,5 % koňským sérem (HS), 100 jednotek /ml penicilinu a 100 mg/l streptomycinu.

Celkem 100 000 buněk bylo přes noc naneseno na 35 mm misky potažené poly-DL-lysinem. Po sérovém hladovění v DMEM obsahujícím 2% HS po dobu 12-18 hodin byly buňky ošetřeny 50 ng/ml NGF po uvedenou dobu. Morfologické změny byly pozorovány pomocí konfokální mikroskopie Leica TCS SP8 7 dní po kultivaci se sérem pacientů před a po zátěžovém tréninku. Procento buněk s neurity o délce alespoň jednoho průměru buněčného těla bylo stanoveno v pěti nezávislých polích každé destičky.

Fluorescenční barviva Buňky (100 000) byly naočkovány do každé jamky osmikomorového sklíčka (Millicell EZ sklíčko, Millipore Corp., Billerica, MA) a byly inkubovány v séru před a po MICT nebo HIIT po dobu 12 hodin. Živé barvení Mitotracker (Invitrogen corp., Carlsbad, CA) bylo použito k pozorování mitochondrií v neuroblastických buňkách ošetřených sérem z výše uvedeného různého stavu. Buňky byly obarveny primárními králičími monoklonálními anti-⍺-tubulinovými protilátkami (Cell Signaling Technology Inc., Boston, MA). Jako sekundární protilátka byla použita AffiniPure Goat anti-králičí IgG konjugovaná s fluoresceinem isothiokyanátem (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA). Jádra byla kontrastně obarvena montážním médiem (Vector Laboratories Inc., Burlingame, CA) obsahujícím 40,6-diamidino-2-fenylindol. Obarvené buňky byly zkoumány konfokálním mikroskopickým vyšetřením (Leica TCS SP8, Leica Microsystems Inc., Buffalo Grove, IL).

Statistická analýza Chí-kvadrát test byl proveden pro porovnání rozdílů neparametrických parametrů mezi dvěma skupinami. Mann-Whitney U test byl použit k posouzení rozdílů ve věku, trvání mrtvice, indexu tělesné hmotnosti (BMI), změny cvičební kapacity, změny okysličení mozku i regionálního krevního objemu, změny hladin BDNF a změny chování buněk mezi ty dvě skupiny. Rozdíly ve změnách v numerických datech v rámci skupiny byly hodnoceny Wilcoxonovým párovým znaménkovým testem. Vztahy mezi změnami naměřených klinických parametrů po zátěžovém tréninku a klinickými informacemi byly analyzovány Pearsonovou korelací. Za statistickou významnost byla považována hodnota p < 0,05.