Efectos del ejercicio sobre las autocorrelaciones de largo alcance en la enfermedad de Parkinson

FONDO

Una de las características más comunes del movimiento humano es su variabilidad a través de múltiples repeticiones de la misma tarea rítmica (1). En los seres humanos, muchas señales periódicas, como la marcha, los latidos del corazón, las actividades respiratorias y neuronales, se caracterizan por su complejidad temporal, que fluctúa de manera compleja a lo largo del tiempo. Aunque las fluctuaciones entre ciclos pueden parecer aleatorias, sin aparentes correlaciones entre ciclos, los sistemas sanos poseen la memoria de los valores precedentes de la serie que muestra una estructura temporal compleja.

Para evaluar la variabilidad en series temporales fisiológicas, se pueden utilizar varios métodos matemáticos. Por un lado, los métodos matemáticos clásicos, generalmente aplicados sobre series temporales más cortas (decenas de puntos de datos), cuantifican la magnitud de la fluctuación en un conjunto de valores independientemente de su orden en la distribución, calculando la desviación estándar (DE) y el coeficiente de variación (CV). Por otro lado, se pueden utilizar métodos matemáticos más complejos, aplicados en series temporales más largas (≥512 ciclos), para evaluar la dinámica de fluctuación en el tiempo (3). Estos últimos métodos han demostrado que la variabilidad de numerosas señales fisiológicas (ritmo cardíaco y respiratorio o actividades locomotoras, por ejemplo) exhiben autocorrelaciones de largo alcance, por lo que la interdependencia estadística entre ciclos abarca un gran número de ciclos (14).

Esta organización temporal de la variabilidad es, por lo tanto, una propiedad intrínseca dentro de numerosos sistemas biológicos. Además, podría proporcionar información sobre la organización neurofisiológica y la regulación de estos sistemas (32). Estudios recientes afirmaron que estas fluctuaciones, incluidas en un rango óptimo, representarían la capacidad fisiológica subyacente para realizar adaptaciones flexibles a las tensiones cotidianas que sufre el cuerpo humano (32). Por lo tanto, se cree que la presencia de dicha dinámica temporal es un marcador crítico de la salud y su descomposición como índice de una condición patológica (18, 25, 32). En la frecuencia cardíaca humana, por ejemplo, las desviaciones de un óptimo de variabilidad en la dirección de la aleatoriedad (p. ej., fibrilación auricular) o la sobreregularidad (p. ej., insuficiencia cardíaca congestiva) indican la pérdida de las capacidades de adaptación del sistema (9, 32). .

Además, algunas enfermedades del sistema nervioso central influyen en la variabilidad, especialmente, de la marcha. De hecho, los trastornos neurodegenerativos como las enfermedades de Parkinson y Huntington se caracterizan, entre otros, por una modificación de la variabilidad de la marcha (observada por una ruptura de las autocorrelaciones de largo alcance) y un alto riesgo de caídas. Aunque se desconoce el origen de la autocorrelación de largo alcance, su ruptura en tales enfermedades sugiere un mecanismo de control central (8, 11, 13, 16, 17, 36).

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

La enfermedad de Parkinson (EP), que afecta aproximadamente al 1 % de la población mayor de 60 años, es uno de los trastornos neurodegenerativos más comunes. La EP es de naturaleza progresiva, por lo que los pacientes enfrentan mayores dificultades con las actividades de la vida diaria y varios aspectos de la movilidad, como la marcha, las transferencias, el equilibrio y la postura. En última instancia, esto conduce a una disminución de la independencia, la inactividad y el aislamiento social, lo que se traduce en una reducción de la calidad de vida. En consecuencia, la mejora de la locomoción es uno de los objetivos más importantes del manejo de la EP.

El manejo de la EP se ha centrado tradicionalmente en la terapia con medicamentos, y la levodopa se considera el tratamiento "estándar de oro". Sin embargo, incluso con un manejo médico óptimo, los pacientes con parkinson experimentan un deterioro en la función corporal, las actividades diarias y la participación. Por ello, ha ido en aumento el apoyo a la inclusión de terapias rehabilitadoras como coadyuvante al tratamiento farmacológico y neuroquirúrgico. De hecho, la actividad física regular ralentiza la progresión y disminuye el riesgo de caídas. Además, el ejercicio ha demostrado su eficacia tanto para la preservación de las capacidades funcionales como para la prevención de complicaciones (cardiovasculares, osteoporosis,…).

Hasta el momento, pocos estudios han incluido el análisis de la variabilidad en la valoración funcional de los pacientes que presentan una enfermedad neurológica, como la EP. Sin embargo, los trastornos de la marcha y las caídas representan no solo un coste importante para la sociedad, sino también un riesgo individual considerable de morbimortalidad. Un programa de rehabilitación adecuado debe permitir la reducción inmediata de los riesgos y costes derivados de estos trastornos. El investigador plantea la hipótesis de que el análisis de la variabilidad de la marcha podría ser útil como herramienta clínica en la evaluación del riesgo de caídas y como herramienta de evaluación de la eficacia terapéutica (medicación y/o ejercicio físico) en la EP. Por lo tanto, los objetivos de este estudio son (1) evaluar la influencia del ejercicio físico en la variabilidad de la marcha humana y (2) estudiar sus posibles correlaciones con las capacidades para caminar y las deficiencias neurológicas de los pacientes parkinsonianos.

Pacientes

Los investigadores reclutarán a 50 pacientes con enfermedad de Parkinson idiopática del departamento de Neurología de Cliniques universitaires Saint-Luc (Bruselas, Bélgica) El estudio está aprobado por el comité de ética. Todos los pacientes darán su consentimiento informado por escrito para el estudio. Los criterios de elegibilidad son: diagnóstico de Parkinson idiopático (según los criterios del Banco de Cerebros de la Sociedad de la Enfermedad de Parkinson del Reino Unido), gravedad de la enfermedad (según los estadios I a IV modificados de Hoehn & Yahr), ausencia de demencia (puntuación mínima del Mini Examen del Estado Mental de 24 o superior), uso estable de drogas en las últimas 4 semanas y visión y audición adecuadas, logradas usando lentes correctivos y/o audífonos si se requiere. Los pacientes serán excluidos si tienen una comorbilidad grave, otros problemas neurológicos, problemas médicos agudos (p. infarto de miocardio, diabetes) y problemas articulares que afectan la movilidad, y períodos "Off" impredecibles (puntuación >2, MDS-UPDRS ítem 4.5).

Procedimiento

El presente estudio es un estudio clínico controlado, aleatorizado, simple ciego con un diseño cruzado. El grupo control no modificará su actividad física habitual mientras que el grupo intervención se beneficiará del programa de ejercicio físico. Este último incluirá 30 sesiones de entrenamiento en circuito grupal de 60 min (dos veces por semana) repartidas en 15 semanas. Luego, se cruzarán los dos grupos. Según las recientes directrices, el programa incluirá un trabajo específico de equilibrio, postura, marcha, fitness, tareas duales y estiramientos. Todas las sesiones se realizarán a una intensidad adecuada (es decir, 60-80% de la frecuencia cardíaca máxima prevista). Se registrarán al menos 512 ciclos (a una frecuencia de muestreo alta (512 Hz)) en una cinta rodante a una velocidad cómoda autoseleccionada utilizando un acelerómetro unidimensional adherido al maléolo lateral derecho.

Evaluación funcional basada en los 3 dominios de la Clasificación Internacional de Funcionamiento, Discapacidad y Salud (CIF)

Los pacientes serán evaluados antes de la intervención (T0) y a las 15 (T1), 30 (T2), 45 (T3) y 60 semanas (T4) entre los 3 dominios de la ICF:

Las deficiencias se evaluarán mediante MDS-UPDRS, un análisis de la marcha instrumentado (cinemático, cinético, electromiográfico y energético) (18), la distancia de caminata de 6 minutos, la prueba de caminata de 10 metros, la escala ABC y el BESTest (incluida la prueba de alcance funcional). , Push & Release y Get Up & Go test).

Se evaluarán las actividades, la participación y la calidad de vida mediante el Cuestionario de Impacto en la Participación y Autonomía (IPAQ) y un diario de caída.

Análisis de la variabilidad de la marcha

La variabilidad del tiempo de revolución se apreciará mediante métodos matemáticos clásicos y complejos. Los métodos matemáticos clásicos (desviación estándar, coeficiente de variación) permiten evaluar la magnitud de la fluctuación, mientras que los métodos matemáticos complejos (autocorrelaciones de largo alcance) evalúan la dinámica de las fluctuaciones en el tiempo (3).

La presencia de autocorrelaciones de largo alcance se evaluará utilizando el enfoque integrado propuesto por Rangarajan y Ding y validado por Crevecoeur et al. en el contexto de series temporales fisiológicas. Estos métodos se describen con mayor detalle en otra parte. Brevemente, el exponente de Hurst (H) se calculará utilizando el análisis de rango reescalado y el exponente α se evaluará utilizando la densidad espectral de potencia de la serie temporal. Para cada serie temporal, ambos métodos se aplicarán a secuencias de 512 pasos de marcha consecutivos.

En teoría, los exponentes H y α están relacionados asintóticamente por la relación H. Por lo tanto, el enfoque integrado consiste en calcular por separado H y α, y verificar que estos dos parámetros son consistentes a través de la ecuación d=H-(1+α)/ 2=0. Un valor de d ≤ 0,10 se considera aceptable ya que los parámetros asintóticos se evalúan en series temporales finitas.

En resumen, deben cumplirse las siguientes tres condiciones para concluir la presencia de autocorrelaciones de largo alcance:

H > 0,5; α es significativamente diferente de 0 y menor que 1; yd ≤ 0,10

Cuando aparecen inconsistencias entre H y α, los investigadores utilizarán la prueba de datos sustitutos barajados aleatoriamente para rechazar la hipótesis nula de que la serie bajo investigación no tiene estructura temporal (es decir, proceso aleatorio no correlacionado).

PERSPECTIVAS

Mediante el estudio de la influencia del ejercicio físico en la variabilidad de la marcha humana y sus posibles correlaciones con las habilidades para caminar y las deficiencias neurológicas de los pacientes parkinsonianos, los investigadores esperan demostrar que el análisis de la variabilidad de la marcha podría utilizarse como herramienta clínica en la evaluación del riesgo de caídas y como herramienta de evaluación de la eficacia terapéutica (medicación y/o ejercicio físico) en la EP.