Vitamin B6, B12, Folsäure und Bewegung bei Parkinson

Personen mit Parkinson-Krankheit (PD) haben ein höheres Todesrisiko durch koronare Herzkrankheit und Schlaganfall (Gorell, Johnson & Rybicki, 1994; Postuma & Lang, 2004). Siebzig Prozent der Menschen mit Parkinson leiden an Demenz oder kognitiven Beeinträchtigungen. Verringerte Spiegel von B-Vitaminen sind mit erhöhten Spiegeln von Homocystein (einem körpereigenen Protein) verbunden, die direkt mit Herzerkrankungen, Schlaganfall, Demenz und beeinträchtigter kognitiver Funktion in Verbindung gebracht wurden (Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004). Es hat sich gezeigt, dass die Normalisierung der Spiegel von Homocystein und B-Vitaminen im Körper das Risiko dieser Krankheiten verringert und die kognitive Leistungsfähigkeit verbessert (Miller et al., 2003; Morris, 2003).

Die Levodopa-Therapie, die zur Behandlung von Personen mit Parkinson eingesetzt wird, verursacht erhöhte Homocysteinspiegel (Blandini et al., 2001; Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004). Der Mechanismus hinter dem erhöhten Homocystein hängt mit dem Vitamin-B-Status zusammen (Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004). L-Dopa unterliegt einer O-Methylierung und diese Reaktion erzeugt s-Adenosylhomocystein (SAH). SAH wird dann hydrolysiert und bildet Homocystein. Daher wird umso mehr Homocystein produziert, je mehr L-Dopa eine O-Methylierung erfordert. Sobald Homocystein produziert wird, wird es zurück zu Methionin oder zu Cystein metabolisiert. Damit es zu Methionin und Cystein verstoffwechselt werden kann, werden Vitamin B6, B12 und Folat benötigt. Wenn Homocystein nicht verstoffwechselt werden kann, reichert es sich im Körper an und erzeugt gefährliche Konzentrationen (Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004).

Eine Levodopa-Therapie beeinträchtigt den Homocystein-Stoffwechsel nicht, sondern bewirkt eine Erhöhung der Homocystein-Synthese, so dass der Körper es nicht mehr metabolisieren kann. Daher müssen die Spiegel von Vitamin B12 und Folat bei Personen unter Levodopa-Therapie höher sein, um mit dem Bedarf an einem höheren Homocysteinstoffwechsel fertig zu werden (Miller et al., 2003).

Es gibt zahlreiche experimentelle Belege für eine B-Vitamin-Supplementierung zur Senkung des Homocysteinspiegels in dieser Population (Lamberti et al., 2005; Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004; Zoccolella et al., 2005). Es hat sich gezeigt, dass die Ergänzung von B12 (Cyanocobalamin) und Folsäure den Homocysteinspiegel bei Personen mit Hyperhomocysteinämie unter L-Dopa-Therapie signifikant senkt (Lamberti et al., 2005). Miller hat gezeigt, dass Personen, die eine L-Dopa-Therapie erhalten, signifikant reduzierte B6-Spiegel, aber normale Cysteinspiegel haben. Vitamin B6 ist ein Coenzym bei der Glutathionsynthese aus Cystein. Eine Supplementierung mit Vitamin B6 (Pyridoxinhydrochlorid) wurde jedoch bei dieser Population nicht beobachtet, daher werden die Prüfärzte B6 sowie B12 und Folsäure ergänzen. Zusätzlich zu den B-Vitaminen senken Bewegung und Krafttraining nachweislich den Homocysteinspiegel (Vincent, Bourguignon & Vincent, 2006) und erhöhen das GSH im Ruhezustand (Elokda & Nielsen, 2007).

Erhöhtes Homocystein wurde mit verringerten Glutathionspiegeln korreliert (Mosharov, Cranford & Banerjee, 2000). Glutathion (GSH) wird zum Teil aus Cystein gebildet, wodurch eine direkte Verbindung zwischen Glutathion und Homocystein entsteht (siehe Diagramm). GSH ist eines der stärksten Antioxidantien in unserem Körper. GSH ist eine reduzierte Form von Glutathion, das als unsere Hauptverteidigung gegen reaktive Sauerstoffspezies (ROS) oder freie Radikale (FR) fungiert. ROS tragen zur Entstehung vieler Krankheiten bei (Viguie et al., 1993). Glutathiondisulfid (GSSG) ist die oxidierte Form von GSH. Typischerweise werden GSH und GSSG als Verhältnis (GSH:GSSG) in unserem Blut gemessen, um ein sofortiges Verständnis des antioxidativen Status in unserem Körper zu ermöglichen (Elokda & Nielsen, 2007; Viguie et al., 1993). Personen mit PD haben im Ruhezustand niedrigere GSH-Spiegel als Nicht-PD und niedrigere GSH-Spiegel wurden direkt mit der Schwere der Erkrankung korreliert (Bharath & Andersen, 2005; Maher, 2005).

Das aktuelle Experiment versucht festzustellen, ob Personen mit Parkinson von einer Supplementierung mit den Vitaminen B6 (Pyridoxinhydrochlorid), B12 (Cyanocobalamin) und Folsäure profitieren, ob sie von einem 6-wöchigen Zirkeltrainingsprogramm profitieren oder ob sie davon profitieren eine Kombination der beiden Eingriffe. Zu den Ergebnisvariablen gehören: Plasmahomocystein, GSH:GSSG-Verhältnis, kognitive Funktion, Gleichgewicht, Kraft, funktionelle Aktivitäten, kinematische Ganganalyse und ein Fragebogen zur Lebensqualität.

Die Forscher gehen davon aus, dass die typischerweise niedrigeren GSH-Spiegel und höheren Homocysteinspiegel bei Menschen mit Parkinson durch die Ergänzung von B6, B12 und Folsäure normalisiert werden, wodurch oxidativer Stress reduziert und mehr Schutz vor ROS geboten wird. Die Forscher gehen davon aus, dass Zirkeltraining den Homocysteinspiegel senkt und den Glutathionspiegel erhöht. Darüber hinaus erwarten die Forscher, dass beide Interventionen funktionelle Messgrößen wie Gang und Gleichgewicht sowie Skalen zur Messung von Lebensqualität und Depression verbessern.

Vierundzwanzig sesshafte Freiwillige, bei denen PD diagnostiziert wurde, wurden für diese Studie rekrutiert (Leistungsanalyse auf 0,80-Niveau). Alle Probanden waren zwischen 50 und 80 Jahre alt und wurden auf einer Hoehn- und Yahr-Skala mit Stufe 2 bewertet. Die Probanden waren alters- und geschlechtsangepasst.

Jeder Proband führt einen Belastungstoleranztest auf dem Laufband durch und wird zur Höchstbelastung gebracht. Die maximale Belastung ist definiert als 90 % der Zielherzfrequenz, ein RPE von 9, wenn der Proband das Tempo des Laufbands nicht halten kann oder wenn die anaerobe Schwelle erreicht wird. Darüber hinaus werden die Richtlinien des American College of Sports Medicine (ACSM) zur Beendigung von Belastungstests befolgt. Während des Belastungstests werden Herzfrequenz (HR), VO2, RER, VCO2 und EKG-Kurven in 1-Minuten-Intervallen aufgezeichnet; BP und RPE werden innerhalb der zweiten und dritten Minute jeder Phase aufgezeichnet. Vitalfunktionen, RPE- und MET-Werte werden auch nach Beendigung des Trainings aufgezeichnet. Unmittelbar nach dem Training (innerhalb von 3 Minuten) werden 3 ml Blut abgenommen. Das Blut wird eingefroren und in einem Labor gelagert.

Funktionale Maßnahmen

Unterkörper-Funktionstests werden durch einen zeitgesteuerten Stand-up-and-Go-Test (Chair Stand Test) (Rikli, 1999) gemessen. Die Teilnehmer werden gebeten, von einem Stuhl aufzustehen und dann in die sitzende Position zurückzukehren. Sie werden gebeten, dies so oft wie möglich innerhalb von 30 Sekunden durchzuführen. Es wird zuerst vom Tester demonstriert und er erhält einen Übungsstand. Es wird ein 30-Sekunden-Versuch durchgeführt und die Gesamtzahl der kompletten Sitz-zu-Steh-Übungen wird gewertet.

Der Gang wird mit kinematischer Analyse unter Verwendung eines Peak Performance Motus 2000 Echtzeitsystems mit sieben Kameras (60 Hz) (Peak Performance Technologies, Inc., Englewood, Colorado) gemessen. Unter Verwendung eines modifizierten Helen-Hayes-Marker-Sets werden passive reflektierende Marker im ganzen Körper platziert, die eine präzise Gangmessung ermöglichen (Kadaba, Ramakrishnan & Wootten, 1990). Die Probanden werden gebeten, 10 m entlang eines geraden, glatten und gestrichenen Betonwegs zu gehen. Der Tester demonstriert einmal, und der Proband führt drei Versuche mit einer sitzenden Pause von 3 Minuten zwischen jedem Versuch durch.

Das Gleichgewicht wird mit einem SMART Balance Master System (NeuroCom International, Inc., Clackamas, Oregon) getestet. Zu den verwendeten Protokollen gehören der Sensory Organization Test, Motor Control Test, Limits of Stability Test und der Unilateral Stance Test (Bronte-Stewart, Minn, Rodrigues, Buckley & Nashner, 2002).

Die Muskelkraft wird gelenkweise auf jedem einzelnen CYBEX-Gerät getestet. Beinstrecker, Beinpresse, Beinbeuger, Hüftadduktion/-abduktion, hintere Reihe, Brustfliege, Armbeuger und sitzender Dip. Ein Wiederholungsmaximum wird nur für einen Versuch bei jeder Modalität verwendet. Der Tester führt die Übung zunächst zu Demonstrationszwecken durch. Der Proband wird gebeten, nur einmal so viel Gewicht wie möglich zu heben. Zwischen den einzelnen Maschinen wird eine 3-minütige Pause eingelegt.

Die Lebensqualität wird anhand des Parkinson-Fragebogens 39 (PDQ-39) (Marinus, 2008) gemessen. Die psychosoziale und kognitive Funktion wird mit dem SCOPA-PS-Fragebogen gemessen (Marinus, Visser, Martinez-Martin, van Hilten, & Stiggelbout, 2003). Jeder Proband füllt diese Fragebögen vor der Studie und nach Abschluss der Studie aus.

Intervention

Blutproben, Urinproben und 1 RM (ACSM-Richtlinien) werden vor dem Belastungstest am selben Tag morgens und nüchtern gemessen. Die Probanden kommen am zweiten Tag, um Ganganalysen, Gleichgewichtstests und Funktionstests durchzuführen und den PDQ-39- und SCOPA-Fragebogen auszufüllen.

Jeder Teilnehmer wird zufällig einer von vier Gruppen zugeteilt. Aerobic-Übungstraining mit Gewichtstraining (AWT), AWT mit B-Vitamin-Supplementierung (AWT+B), B-Vitamin-Supplementierung ohne Training (BS) und eine Kontrollgruppe (C). Die Bewegungstrainingseinheiten dauern 40 Minuten und werden dreimal pro Woche durchgeführt. Sie bestehen aus 20 Minuten Aerobic-Training entweder auf einem Laufband oder einem Ellipsen-Crosstrainer. Da die HF kein genaues Instrument zur Bestimmung der Trainingsintensität bei Patienten mit PD ist, werden die Teilnehmer überwacht, um eine HF aufrechtzuerhalten, die mit V02 von 60-70 % ihrer maximalen V02 übereinstimmt, wie sie aus ihrem anfänglichen GXT ermittelt wurde. Das Krafttraining besteht aus sieben CYBEX Krafttrainingsgeräten. Dazu gehören Beinstrecker, Beinbeuger, Beinpresse, Hüftabduktion, Latissimus-Dorsi-Pulldown, Brustfliege und sitzender Dip. Jeder Teilnehmer führt an jedem Gerät maximal 1 Wiederholung aus und wird als Maß für seine Kraft vor dem Training aufgezeichnet. Die Untersucher werden 50%-80% ihres 1 RM verwenden, um 1 Satz von 8-15 Wiederholungen pro Übung mit 30 Sekunden Ruhezeit zwischen jedem Übungssatz durchzuführen (Elokda & Nielsen, 2007; Vincent et al., 2006) (ACSM) . Die Gruppe, die ergänzt werden soll, erhält 5 mg/Tag Folat, 2000 mcg/Tag Cyanocobalamin (oral B12) (Butler et al., 2006; Lamberti et al., 2005) und 25 mg/Tag B6 (Malouf & Grimley Evans, 2003).