Übung & Gehirnenergetik bei PD (EBEPD)

Frühere Arbeiten haben den Zusammenhang zwischen verminderter Gehirnenergie (durch mitochondriale Dysfunktion) untersucht, obwohl eine Untersuchung in vivo aufgrund technologischer Einschränkungen nie möglich war. Darüber hinaus deuten neuere Arbeiten darauf hin, dass Bewegung dazu beitragen kann, die Auswirkungen der mitochondrialen Dysfunktion zu verringern. Es gibt somit zwingende Beweise dafür, die Gehirnenergetik/mitochondriale Funktion in vivo, bei Gesundheit, in verschiedenen Krankheitsstadien und die Beziehung zu körperlicher Betätigung zu untersuchen. Während solche Messungen an sich schwierig sind, wird erwartet, dass ein nützliches Maß aus dem Verhältnis zwischen der zerebralen Stoffwechselrate von Sauerstoff (CMRO2) und der zerebralen Stoffwechselrate von Glukose (CMRGlu) abgeleitet wird, wenn sie gleichzeitig gemessen werden. Der gleichzeitige Aspekt der beiden Messungen ist äußerst wichtig, da die täglichen Schwankungen von CMRO2 bis zu 20 % betragen können, während die von CMRGlu bis zu 38 % betragen können. Glücklicherweise werden solche Studien angesichts der jüngsten Fortschritte in der Messtechnik und Instrumentenentwicklung jetzt möglich: CMRO2 kann unter Verwendung sehr fortschrittlicher funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI)-Techniken mit Atmungsmanipulationen erhalten werden, während CMRGlu durch Positronen-Emissions-Tomographie (PET) geschätzt werden kann. unter Verwendung des Tracers 18F-Fluordeoxyglucose (FDG-PET). Ein unter dem Normalwert liegendes Verhältnis zwischen CMRO2 und CMRGlu in Verbindung mit einer Abnahme von CMRGlu in einem beliebigen Gehirnbereich wird als Hinweis auf eine lokal beeinträchtigte Gehirnenergetik angesehen, die mit einer veränderten Mitochondrienfunktion zusammenhängt.

Die Forscher stellen die Hypothese auf, dass (i) die Gehirnenergetik, gemessen als Verhältnis CMRO2/CMRGlu, früh bei der Parkinson-Krankheit (PD) im Vergleich zu gleichaltrigen gesunden Kontrollen (HC) verändert ist und sich mit fortschreitender Krankheit weiter verändert; und (ii) Bewegung wirkt sich positiv auf Veränderungen der Gehirnenergetik bei PD-Patienten aus.

Die Ermittler rekrutieren bis zu 30 PD-Probanden, die keine gewöhnlichen Sportler sind, und bis zu 10 PD-Teilnehmer, die gewöhnliche Sportler sind. Die 30 Nicht-Trainierenden werden einer überwachten sechsmonatigen Übungsintervention in Gruppen unterzogen, mit PET/MRT-Scans davor und danach. Die 10 Trainierenden werden nur einmal gescannt (für Beobachtungsvergleiche mit den Nicht-Trainierenden zu Studienbeginn) und werden nicht der Trainingsintervention unterzogen. In einer separaten Studie werden die Ermittler bis zu 30 HCs rekrutieren, um ihre Hirnenergetikmetriken mit denen der PD-Probanden zu Studienbeginn zu vergleichen, um die Hypothese (i) zu testen. Von den 30 Nicht-Trainierenden wird die Hälfte beauftragt, die Übungsintervention unmittelbar nach ihrem Ausgangsscan zu beginnen, und die andere Hälfte wird einen sechsmonatigen verzögerten Beginn der Intervention haben. Während der Verzögerung führen die Probanden passive Übungen in Gruppen durch, um die soziale Interaktion und mögliche Placebo-Effekte zu kontrollieren. Längsvergleiche der Nichttrainierenden vor und nach der Intervention werden die Hypothese (ii) testen.

Die Ziele dieser Studie sind zweifach: (i) Untersuchung eines krankheitsauslösenden Mechanismus (anormale mitochondriale Funktion und beeinträchtigte zelluläre Bioenergetik), der ein neues therapeutisches Ziel darstellen könnte; und um (ii) die Auswirkungen der Intervention zu untersuchen: Während dies eine Pilotstudie sein wird, die begrenzte Trainingsprogramme umfasst, wird jedes Wissen, das über die Auswirkungen von Bewegung auf die Gehirnenergetik gewonnen wird, einen enormen Einfluss auf die Gestaltung neuroprotektiver Therapien und personalisierter Behandlung haben .