Cvičení & Energetika mozku v PD (EBEPD)

Předchozí práce zkoumala souvislost mezi sníženou mozkovou energií (prostřednictvím mitochondriální dysfunkce), i když vyšetřování in vivo nebylo nikdy možné kvůli technologickým omezením. Nedávná práce navíc naznačila, že cvičení může pomoci snížit účinek mitochondriální dysfunkce. Existují tedy přesvědčivé důkazy pro zkoumání mozkové energetiky/mitochondriální funkce in-vivo, ve zdraví, v různých stádiích nemoci a vztahu k cvičení. I když jsou taková měření ze své podstaty obtížná, očekává se, že užitečné měřítko bude odvozeno z poměru mezi rychlostí metabolismu kyslíku v mozku (CMRO2) a rychlostí metabolismu glukózy v mozku (CMRGlu), pokud se měří současně. Současný aspekt těchto dvou měření je extrémně důležitý, protože denní odchylky v CMRO2 mohou dosahovat až 20 %, zatímco odchylky v CMRGlu až 38 %. Naštěstí vzhledem k nedávným pokrokům ve vývoji měřicí techniky a přístrojového vybavení jsou takové studie nyní možné: CMRO2 lze získat pomocí velmi pokročilých technik funkčního zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI) s respiračními manipulacemi, zatímco CMRGlu lze odhadnout pomocí pozitronové emisní tomografie (PET) za použití indikátoru 18F-fluordeoxyglukózy (FDG-PET). Nižší než normální poměr mezi CMRO2 a CMRGlu spojený s poklesem CMRGlu v jakékoli oblasti mozku je považován za indikátor lokálně narušené mozkové energetiky související se změněnou mitochondriální funkcí.

Vyšetřovatelé předpokládají, že (i) energetika mozku, měřená jako poměr CMRO2/CMRGlu, je v časném stádiu Parkinsonovy choroby (PD) změněna ve srovnání se zdravými kontrolami odpovídající věku (HC) a nadále se mění s progresí onemocnění; a (ii) cvičení pozitivně ovlivní změny v energetice mozku u subjektů s PD.

Vyšetřovatelé přijmou až 30 subjektů s PD, kteří nejsou obvyklými cvičenci, a až 10 subjektů s PD, kteří mají obvyklé cvičení. 30 necvičících podstoupí šestiměsíční cvičební intervenci pod dohledem ve skupinách, s PET/MRI skeny před a po. 10 cvičenců bude skenováno pouze jednou (pro pozorovací srovnání s necvičícími na základní linii) a nepodstoupí cvičební intervenci. V samostatné studii vyšetřovatelé přijmou až 30 HC, aby porovnali energetické metriky jejich mozku s metrikami pacientů s PD na začátku, aby otestovali hypotézu (i). Z 30 necvičících bude polovina pověřena zahájením cvičební intervence ihned po jejich základním skenování a druhá polovina bude mít šest měsíců odložený začátek intervence. Během zpoždění budou subjekty provádět pasivní cvičení ve skupinách za účelem kontroly sociální interakce a možných účinků placeba. Podélné srovnání necvičících před a po intervenci otestuje hypotézu (ii).

Cíle této studie jsou dvojí: (i) prozkoumat mechanismus spouštějící onemocnění (abnormální mitochondriální funkce a narušená buněčná bioenergetika), který by mohl představovat nový terapeutický cíl; a (ii) studovat účinky intervence: i když se bude jednat o pilotní studii zahrnující omezené režimy cvičení, jakékoli poznatky získané o dopadu cvičení na mozkovou energetiku budou mít obrovský dopad na návrh neuroprotektivních terapií a personalizované léčby .