El efecto del ayuno intermitente en los impactos subconcusivos agudos en la cabeza

Los investigadores utilizarán un diseño de ensayo controlado aleatorio y reclutarán participantes por orden de llegada para el estudio. Los cuatro grupos son; Ayuno de 8 días, ayuno de 5 días antes de la partida, ayuno de 3 días después de la partida y control.

El estudio consta de 4 puntos temporales de recopilación de datos en un período de 8 días. Las cuatro sesiones de recogida de datos tendrán una duración aproximada de 2 horas. El diseño de este estudio permitirá a los investigadores probar las medidas de resultado en las fases subaguda y aguda.

• El día 0, la primera sesión de prueba tiene lugar inmediatamente antes del período de 8 días.
• El día 4, la segunda sesión de prueba tiene lugar justo antes del partido de fútbol.
• Los participantes realizarán los cabezazos de fútbol.
• El día 5, la 3ra sesión de prueba se lleva a cabo 24 horas después del partido de fútbol.
• El día 7 se realiza la 4ª sesión de prueba 72 horas después del rumbo futbolístico.

Cuando se obtiene el consentimiento informado por escrito, los investigadores utilizarán un cuestionario de salud autoinformado para obtener información demográfica. La información incluye edad, sexo, raza/etnicidad, años de juego de fútbol y experiencia con los cabezazos, número y edad de conmociones cerebrales previas, hábitos de sueño, ciclo menstrual e historial de dieta, así como evaluación de otras afecciones neurológicas para evaluar la elegibilidad de los participantes. Los participantes que cumplan con los criterios de inclusión y estén libres de factores de exclusión avanzarán a los procedimientos de prueba.

Título de fútbol:

Para el experimento se utilizará un protocolo estandarizado y fiable de cabezazos de fútbol. Un acelerómetro y giroscopio triaxiales (Triax Technologies) integrados en el bolsillo de una banda para la cabeza y colocados en la parte posterior de la cabeza para monitorear las aceleraciones lineales y rotacionales de la cabeza. Se utilizará una máquina de fútbol JUGS para simular un saque de banda de fútbol con una velocidad de balón estandarizada de 25 mph en ambos grupos. La velocidad de la pelota es similar a cuando los jugadores de fútbol hacen un saque de banda largo desde la línea lateral al medio campo. Los jugadores de fútbol frecuentemente realizan esta maniobra durante la práctica y el juego. Los participantes se pararán aproximadamente a 40 pies de distancia de la máquina para realizar cabeceos de balones de fútbol. Una aceleración de cabeza lineal promedio de un cabezazo es de alrededor de 20 g, mientras que los saques de esquina o de meta normales (~ 50 mph) producen aceleraciones superiores a 50 g. Los participantes de todos los grupos realizarán 20 cabezazos con 1 cabezazo cada 30 segundos.

Cuestionarios:

Los investigadores también (1) evaluarán los síntomas de depresión, ansiedad, estrés y pánico utilizando el PHQ-9, GAD-7 y el Inventario de Estrés Diario; (2) trastorno por consumo de alcohol mediante AUDIT; (3) trastorno por consumo de cannabis utilizando CUDIT; (4) estados de ánimo usando POMS; y (5) síntomas de conmoción cerebral usando SCAT.

Evaluación de impedancia biológica:

Se tomarán medidas del peso corporal en cada visita utilizando una evaluación de impedancia bioeléctrica (BIA, Tanita Corporation of America, Arlington Heights, IL). Este es un método para estimar la composición corporal, en particular la grasa corporal, la masa muscular y la composición total del agua corporal. BIA utiliza un flujo de corriente eléctrica débil a través del cuerpo y se mide el voltaje para calcular la impedancia (resistencia) del cuerpo.

APN y KDT:

Durante cada sesión de prueba, se realizarán varias evaluaciones a cada participante. En primer lugar, se utilizarán evaluaciones oculares que consisten en el punto cercano de convergencia (NPC) y la Prueba de King-Devick (KDT) para evaluar la función motora ocular y la función neurooftalmológica, respectivamente. El NPC mide el punto más cercano al que se puede mantener la convergencia mientras se enfoca un objeto antes de que ocurra la visión doble. La evaluación se repetirá dos veces y las puntuaciones medias de NPC se utilizarán para los análisis estadísticos. Una vez que hayan terminado el NPC, los participantes completarán el KDT. El KDT evalúa la función neurooftalmológica debido a su diseño de movimientos oculares sacádicos junto con múltiples facetas de las funciones cerebrales, como la atención, el lenguaje y la concentración. Se administrará en una tableta de mano. Los participantes recibirán una tarjeta de "demostración" de prueba para practicar la tarea. Después de la tarjeta de demostración, los participantes tocarán 3 tarjetas de prueba. Se les pedirá a los participantes que lean en voz alta, de izquierda a derecha y de arriba a abajo, una serie de números en las tarjetas de prueba lo más rápido y preciso que puedan mientras se abstienen de usar sus dedos como guía de lectura. Las 3 tarjetas de prueba progresan en dificultad (es decir, desaparición de la directriz, los números se vuelven más densos). El KDT registra el tiempo total, en segundos, que los participantes dedicaron a completar la tarea (las 3 tarjetas de prueba). La precisión será registrada por un miembro del personal del laboratorio que se parará detrás del participante y registrará cualquier error (número incorrecto, número perdido, etc.) cometido durante la prueba.

Biomarcadores sanguíneos:

Se realizarán extracciones de sangre de la vena antecubital en cada sesión de prueba para ayudar a determinar las concentraciones de biomarcadores séricos. Un flebotomista capacitado limpiará a fondo la superficie interna del codo con una toallita con alcohol y extraerá 7 ml de sangre completa en tubos Vacutainer estériles con una aguja de mariposa 21G. Después de la extracción de sangre, el participante utilizará una gasa para mantener la presión directa y se le proporcionará un vendaje. El plasma se evaluará mediante la plataforma de ensayo 4-plex Simoa (Quanterix), que es un ELISA basado en perlas magnéticas que permite la detección de biomarcadores en concentraciones femtomolares.

Técnicas de resonancia magnética:

Una vez que completen el procedimiento de detección de IRM, los participantes se someterán a los siguientes protocolos de IRM estandarizados.

La imagen por tensor de difusión (DTI) es la técnica más utilizada para estudiar la integridad microestructural de la sustancia blanca in vivo. DTI proporciona marcadores simples, como la difusividad media (MD) y la anisotropía fraccional (FA), que se han utilizado para reflejar cambios en el tejido microestructural durante el envejecimiento, trastornos neurológicos y lesiones cerebrales traumáticas (es decir, conmoción cerebral). Sin embargo, a pesar de su sensibilidad, MD y FA representan la difusividad celular estimada por descripciones estadísticas básicas que no se corresponden directamente con los parámetros biofisiológicos de la integridad celular neural. DTI asume la difusión gaussiana dentro de un solo compartimento microestructural y, por lo tanto, ha demostrado que no es específico del daño estructural axonal. Para abordar esta limitación, se ha caracterizado la imagen de dispersión y densidad de orientación de neuritas (NODDI) para evaluar la integridad microestructural de los axones utilizando un modelo no gaussiano con múltiples compartimentos. NODDI permite a los investigadores medir la densidad axonal dentro de la sustancia blanca, la orientación de la dispersión axonal y la difusión de agua libre. El enfoque combinado que usa NODDI y DTI descubrirá una mayor profundidad de degeneración axonal progresiva en respuesta a impactos repetitivos en la cabeza subconcusivos.

Los datos de espectroscopia de resonancia magnética se recopilarán mediante una secuencia PRESS (espectroscopia de resolución de puntos) de un solo vóxel. La principal región de interés (ROI) de los investigadores para el análisis MRS es la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC). Esta región juega un papel vital en la regulación de la memoria, la atención, la emoción/comportamiento y la función motora autónoma, y ​​estudios previos han mostrado niveles neurometabólicos alterados en esta región después de lesiones por conmoción cerebral y subconmoción cerebral. El vóxel MRS con una dimensión de 15x20x25 mm3 se colocará en la DLPFC utilizando la imagen ponderada en T1 como referencia. También se recopilará un escaneo MRS que recopilará información sobre todo el cerebro para compararlo con el escaneo de un solo vóxel del DLPFC.

Tarea N-Back: La tarea n-back se utilizará para evaluar la memoria verbal (letras). Para las tareas verbales de n-back, mientras están en el escáner, a los participantes se les presentará una serie de letras, y las letras se mostrarán en la pantalla una a la vez. Se indicará a los participantes que respondan si la letra objetivo es igual o diferente a la carta presentada, si el objetivo presentado es igual o diferente a la carta presentada con 1 o 2 letras anteriores. Si la letra objetivo es la misma, se indicará a los participantes que presionen el botón índice del controlador en la mano izquierda y si la letra es diferente, se les indicará a los participantes que presionen el botón índice del controlador en la mano derecha. La tarea n-back tiene una duración total de unos 7 minutos.