Motion hos ældre voksne med risiko for type 2-diabetes

Effekterne af træning på kognition og hjernestruktur hos ældre voksne med risiko for type 2-diabetes: En 3T MRI-undersøgelse

Mål/forskningsspørgsmål:

I denne undersøgelse omfattede forskningsspørgsmålene:

1. Påvirker modstandstræning to gange om ugen den kognitive funktion sammenlignet med balance-og-tone-øvelser hos ældre voksne med risiko for diabetes?
2. Kan modstandstræning ændre hjernestruktur og volumen i forskellige hjernestrukturer, især hippocampus, sammenlignet med balance-og-tone træning (kontrol) hos ældre voksne med risiko for diabetes?

Hypoteser:

1. 6-måneders styrketræning vil forbedre den kognitive funktion hos ældre voksne med risiko for diabetes sammenlignet med balance- og tonetræning. Vi forudser at se betydelige forbedringer i den eksekutive funktion i den modstandstrænede gruppe sammenlignet med balance-og-tone-gruppen.
2. 6 måneders modstandstræning vil bevare hippocampus struktur og volumen hos ældre voksne med risiko for diabetes sammenlignet med balance-og-tone-øvelser.

Design:

6-måneders randomiseret kontrolleret forsøg, enkeltblindede studiearme: 1) Eksperimentel: Modstandstræning (RT) 2) Kontrol: Balance-and-Tone (BAT) træning

Metode:

Screening: Deltagerne gennemfører den indledende screening over telefonen. Interesserede deltagere vil få tilsendt informationsbrevet (via e-mail eller foretrukken metode) for at få mere detaljeret information om undersøgelsen. De, der er kvalificerede, vil blive planlagt til at komme ind i laboratoriet for baseline-vurderinger.

Baselinevurderinger: Følgende spørgeskemaer/tests/vurderinger vil blive udfyldt. Deltagerne kan afvise enhver eller alle testene eller kan vælge ikke at besvare nogen af ​​spørgsmålene. Hvis de vælger ikke at besvare et spørgsmål eller gennemføre en test, der er nødvendig for at bekræfte berettigelse, vil de blive udelukket fra resten af ​​undersøgelsen.

Randomisering: Når deltagerne har gennemført alle baseline-vurderinger, vil de blive tilfældigt tildelt en af ​​to grupper ved hjælp af en tilfældig talgenerator. Alle deltagere har lige chancer for at komme i de 2 grupper.

Samlet tid til at gennemføre baseline-vurderinger i laboratoriet (eksklusive magnetisk resonansbilleddannelse; MRI) vil være 2 til 2,5 timer.

1. Grundlæggende demografisk spørgeskema: Vil blive brugt til at karakterisere vores stikprøve.
2. Functional Comorbidity Index (FCI): En liste med 18 punkter over diagnoser, der bruges til at bestemme komorbiditeter.
3. Søvnspørgeskema: Bestemmer kvalitet og mængde af søvn over et tidsrum på en måned og specifikt den foregående nat.
4. Activities-Specific Balance Scale (ABC): Et selvrapporterende spørgeskema med 16 punkter, der bruges til at vurdere balance og funktionel mobilitet. Deltagerne vurderer deres balance, tillid til deres evne til at udføre daglige aktiviteter.
5. The Lawton Instrumental Activities of Daily Living (IADL): Et selvrapporterende spørgeskema, der bruges til at vurdere selvstændige livsfærdigheder.
6. Fysisk aktivitetsskala for ældre (PASE): Bruges til at måle niveauet af selvrapporteret fysisk aktivitet, og består af 12 spørgsmål om fritids-, husholdnings- og arbejdsrelateret daglig aktivitet.
7. The Canadian Diabetes Risk Questionnaire (CANRISK): Et 12-elements selvrapporteringsspørgeskema, der bruges til at afgøre, om deltagerne har høj risiko for at have præ-diabetes eller type II diabetes.
8. Diabetes spørgeskema: Et spørgeskema til at bestemme risikoen for diabetes.
9. Geriatrisk depressionsskala: Et spørgeskema med 15 punkter, der bruges til at teste for tilstedeværelsen af ​​depression. Hvis der er mistanke om depression, vil den primære efterforsker (PI) sikre, at deltageren får udleveret en kopi af spørgeskemaet og vil råde deltageren til at aftale en tid med deres familielæge for at diskutere resultaterne.
10. 12-Item Short Form Survey (SF-12): Selvrapporteret undersøgelse af sundhed.
11. Seks minutters gangtest: Bruges til at vurdere aerob kondition. Deltagerne går med deres sædvanlige hastighed i i alt 6 minutter på gangen uden for vores laboratorium. Den samlede gåafstand i meter registreres.
12. Timed Up and Go test (TUG): Bruges til at vurdere mobilitet. Deltagerne sætter sig i en stol og skal rejse sig, gå en strækning på 3 meter i deres sædvanlige tempo, vende sig om, vende tilbage til stolen og sætte sig ned igen. Tiden til at gennemføre hver af to separate forsøg registreres i sekunder.
13. Short Physical Performance Battery (SPPB): Bruges til at vurdere ganghastighed, balance og fysisk funktion i underekstremiteterne ved hjælp af opgaver, der efterligner daglige aktiviteter; omfatter tre opgaver: Stående balanceopgave, ganghastighedsopgave og stolestandstest.
14. Faldhistorie: Bruges til at vurdere mobilitet og faldrisiko.
15. One-repetition maximum (1RM): Et fysisk mål for en persons maksimale muskelstyrke under en enkelt gentagelse og bruges til at bestemme den ønskede belastning for modstandstræning. Øvelsen inkluderer benpres, latissimus pulldown, leg curl, brystpres, bicep curls, tricep extensions og pulley rows.
16. Paired Associative Learning (PAL) Touchscreen-opgave: Bruges til at teste indlæring og hukommelse af tre objekter, der er knyttet til en korrekt rumlig placering på skærmen.
17. Trail Unique-Non-Matching-Location (TUNL)-opgave: Dette er en fungerende rumlig hukommelsesopgave, der involverer at vælge en anden stimulus (ikke-matchende) til den stimulus, der vises på skærmen efter en forsinkelsesperiode. Stimulierne præsenteres på steder langt fra hinanden eller tæt på hinanden for at udfordre den rumlige hukommelse.
18. Progressive Ratio (PR) berøringsskærmopgave: Denne opgave tester motivation og opmærksomhed og involverer gentagne gange at røre ved en firkantet stimulus i midten af ​​skærmen for at få punkter i et enkelt forsøg. Antallet af berøringer, der kræves for point, stiger på en rampeskala, som begynder ved én berøring og derefter øges med fire ved hver efterfølgende prøve. Hvis deltageren holder op med at svare i 5 minutter, stopper opgaven, og pausepunktet (stoppet) registreres.
19. Mini-Mental Status Examination (MMSE): Anvendes som et screeningsværktøj for kognitiv svækkelse. Denne test med 11 punkter vurderer den globale kognitive funktion inden for områderne orientering, registrering, opmærksomhed og beregning, genkaldelse og sprog. Maksimal score er 30.
20. Montreal Cognitive Assessment (MoCA): Bruges som et screeningsværktøj for mild kognitiv svækkelse. Denne test vurderer kognitive evner inden for områderne opmærksomhed og koncentration, eksekutive funktioner, hukommelse, sprog, visuel konstruktionsevne, konceptuel tænkning, beregninger og orientering. Maksimal score er 30.
21. Alzheimers Disease Assessment Scale Cognitive Subscale 11 (ADAS-Cog-11): Test med 11 opgaver, der måler forskellige kognitive funktioner (hukommelse, sprog, praksis, opmærksomhed). Brugt i vid udstrækning i kliniske forsøg til vurdering af kognitiv dysfunktion og Alzheimers sygdom.
22. Trail Making Test (TMT): Bruges til at vurdere den udøvende funktion inden for områderne visuel opmærksomhed (del A) og sætskifte (evnen til at flytte opmærksomhed mellem en opgave og en anden; del B). Tiden til at gennemføre denne test registreres i sekunder.
23. Stroop: Bruges til at vurdere eksekutiv funktion inden for områderne selektiv opmærksomhed, behandlingshastighed og kognitiv fleksibilitet. Tiden til at gennemføre denne test registreres i sekunder.
24. Digit Span: Bruges til at vurdere arbejdshukommelsen. Deltagerne skal huske og genkalde en række nummerlister både frem og tilbage.
25. Blodprøver: Vi vil indsamle blodprøver for at teste glykeret hæmoglobin og fastende glukoseniveauer for at bestemme diabetesstatus (præ-diabetes, diabetes) og biomarkører for hjernens sundhed (hjerneafledt neurotrofisk faktor, insulinlignende vækstfaktor 1). Der vil blive udtaget blod i træningssundhedslaboratoriet. Blodudtagninger vil blive foretaget af registreret sygeplejerske (RN) Arlene Fleischhauer i Co-investigator (Co-I) Kevin Shoemakers laboratorium eller af vores uddannede forskerstuderende, Olivia Ghosh-Swaby.
26. Physical Activity Readiness Questionnaire (PAR-Q): Forskerne udleverer denne formular, som skal udfyldes af deres familielæge og returneres. Skemaet skitserer træningsprogrammet i undersøgelsen til familielægen, så de kan rådgive passende.

MR-screeningsskema: Bruges til at screene for berettigelse til MR-scanning. MR-scanning vil blive foretaget på Center for Funktionel og Metabolisk Kortlægning ved Robarts Research Institute.

En times scanning vil bestå af følgende:

1. Strukturel MR 3Tesla (3T) scanning (T1) for at undersøge hjernestrukturbilleder til emnespecifikke strukturelle billeder.
2. Hviletilstand funktionel forbindelse for at undersøge aktivering i hviletilstandsnetværket.

Træningsintervention: Træningstimerne vil køre to gange om ugen i 26 uger (6 måneder). Klasserne vil være gruppehold, med op til 5 deltagere i hver klasse. Alle klasser vil vare 1 time i alt - 10 minutter opvarmning, 40 minutter hovedøvelser, 10 minutter nedkøling. Klasseledere vil være til stede under alle timer for at overvåge deltagerne for åndenød, korrekt teknik og for at reducere eventuelle risici/farer under træningstimerne. Denne protokol er blevet brugt flittigt af PI (Liu-Ambrose et al., 2010; Liu-Ambrose et al., 2012; Nagamatsu et al., 2012; Nagamatsu et al., 2013).

MODSTANDSTRÆNING: Øvelser vil blive gennemført i Kevin Shoemakers træningslaboratorium i Health Sciences Building. Deltagerne vil bruge de programmerbare vægtmaskiner sammen med frie vægte til at målrette primære muskelgrupper. Derudover vil de gennemføre mini-squats, mini-lunges og longe-vandringer. Deltagerne gennemfører to sæt af 6-8 reps. Træningsstimulus vil blive øget ved hjælp af "7-RM" metoden - når 2 sæt af 6-8 reps gennemføres med korrekt form og uden ubehag. Vi registrerer antallet af gennemførte sæt og den løftede belastning for hver øvelse for hver deltager i hver klasse.

BALANCE OG TONE (Kontrol): Øvelser vil blive gennemført i Health Science Exercise lab (samme som ovenfor). Disse vil omfatte strækøvelser, vifte af bevægelsesøvelser, grundlæggende kernestyrkeøvelser, balanceøvelser og afspændingsteknikker. Kun kropsvægt vil blive anvendt (dvs. ingen yderligere belastning). Denne gruppe kontrollerer for forvirrende variabler såsom fysisk træning modtaget ved at rejse til træningscentrene, social interaktion og ændringer i livsstil sekundært til studiedeltagelse

Overholdelse: Klassedeltagelse vil blive registreret af klasseinstruktører.

Uønskede hændelser: Alle uønskede hændelser, der opstår under træningstimerne, vil blive registreret og rapporteret med det samme.

Fidelity-spørgeskema: For at sikre konsistens på tværs af træningsklasser og hjælpe med at identificere potentielle programproblemer, blev et spørgeskema udfyldt af en ikke-studiepartner én gang om måneden, hvor han/hun deltog i og evaluerede en tilfældigt udvalgt RT- og BAT-session.

Månedlige vurderinger: I løbet af den 6-måneders træningsintervention vil deltagerne gennemføre følgende vurderinger hver måned.

1. PASE
2. Falls kalender

Afsluttende vurderinger: Alle baseline-vurderinger vil blive afsluttet ved forsøgets afslutning (26 uger) INKLUSIVE MR-scanning og blodudtagning med samtykke.

Betydning:

Denne undersøgelse vil belyse, om modstandstræning er en plausibel intervention for kognitiv tilbagegang hos personer med risiko for diabetes. Resultaterne af denne undersøgelse vil også bestemme et levedygtigt tidspunkt for at gribe ind før begyndelsen af ​​et signifikant fald hos ældre voksne med forstyrret metabolisk homeostase. Derudover har denne undersøgelse potentialet til at identificere omkostningseffektive og tilgængelige strategier til at forbedre kognitiv funktion hos dem, der er i risiko for tilbagegang. I betragtning af den enorme byrde (økonomisk, livskvalitet, uafhængighed) af kognitiv tilbagegang i vores aldrende samfund, kan de potentielle positive implikationer af vores undersøgelse ikke overvurderes.