B6-, B12-vitamiini, foolihappo ja liikunta Parkinsonin taudissa

Parkinsonin tautia (PD) sairastavilla henkilöillä on suurempi riski kuolla sepelvaltimotautiin ja aivohalvaukseen (Gorell, Johnson, & Rybicki, 1994; Postuma & Lang, 2004). Seitsemänkymmentä prosenttia PD-potilaista kärsii dementiasta tai kognitiivisista häiriöistä. B-vitamiinien aleneminen liittyy lisääntyneisiin homokysteiinin (kehossa tuotettu proteiini) tasoihin, jotka ovat suoraan yhteydessä sydänsairauksiin, aivoverenkiertohäiriöihin, dementiaan ja kognitiivisten toimintojen heikkenemiseen (Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004). Homokysteiini- ja B-vitamiinitasojen normalisoinnin kehossa on osoitettu vähentävän näiden sairauksien riskiä ja parantavan kognitiivista suorituskykyä (Miller et al., 2003; Morris, 2003).

Levodopahoito, jota käytetään PD-potilaiden hoitoon, aiheuttaa kohonneita homokysteiinitasoja (Blandini et al., 2001; Miller et ai., 2003; Postuma & Lang, 2004). Kohonneen homokysteiinin taustalla oleva mekanismi liittyy B-vitamiinin tilaan (Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004). L-dopa käy läpi O-metylaation ja tämä reaktio tuottaa s-adenosyylihomokysteiiniä (SAH). Sitten SAH hydrolysoituu ja muodostaa homokysteiiniä. Siksi mitä enemmän L-dopaa vaatii 0-metylaatiota, sitä enemmän homokysteiiniä tuotetaan. Kun homokysteiini on tuotettu, se metaboloituu takaisin metioniiniksi tai kysteiiniksi. Jotta se metaboloituisi metioniiniksi ja kysteiiniksi, tarvitaan B6-, B12- ja folaattivitamiinia. Jos homokysteiini ei pysty metaboloitumaan, se kerääntyy elimistöön luoden vaarallisia tasoja (Miller et al., 2003; Postuma & Lang, 2004).

Levodopahoito ei heikennä homokysteiinin aineenvaihduntaa, vaan lisää homokysteiinin synteesiä niin, että se ylittää elimistön kyvyn metaboloida sitä. Siten B12-vitamiinin ja folaatin pitoisuuksien on oltava korkeampia levodopahoitoa saavilla yksilöillä, jotta he voivat kamppailla homokysteiinimetabolian lisäämisen tarpeesta (Miller et al., 2003).

B-vitamiinilisällä on runsaasti kokeellista tukea homokysteiinipitoisuuden vähentämiseksi tässä populaatiossa (Lamberti et ai., 2005; Miller et ai., 2003; Postuma & Lang, 2004; Zoccolella et ai., 2005). B12:n (syanokobalamiinin) ja foolihapon lisäyksen on osoitettu vähentävän merkittävästi homokysteiinitasoja potilailla, joilla on hyperhomokysteinemia L-dopa-hoidon aikana (Lamberti et al., 2005). Miller on osoittanut, että L-dopa-hoitoa saavilla henkilöillä on merkittävästi alentunut B6-taso, mutta silti normaali kysteiinitaso. B6-vitamiini on koentsyymi glutationin synteesissä kysteiinistä. B6-vitamiinia (pyridoksiinihydrokloridia) ei kuitenkaan ole havaittu tässä populaatiossa, joten tutkijat täydentävät B6-vitamiinia sekä B12-vitamiinia ja foolihappoa. B-vitamiinien lisäksi liikunnan ja voimaharjoittelun on osoitettu alentavan homokysteiinitasoja (Vincent, Bourguignon ja Vincent, 2006) ja lisäävän lepo-GSH:ta (Elokda & Nielsen, 2007).

Kohonnut homokysteiini on korreloinut alentuneiden glutationitasojen kanssa (Mosharov, Cranford ja Banerjee, 2000). Glutationi (GSH) muodostuu osittain kysteiinistä, mikä aiheuttaa suoran yhteyden glutationin ja homokysteiinin välillä (katso kaavio). GSH on yksi kehomme tehokkaimmista antioksidanteista. GSH on pelkistetty glutationin muoto, joka toimii pääsuojanamme reaktiivisia happilajeja (ROS) tai vapaita radikaaleja (FR) vastaan. ROS edistää monien sairauksien alkamista (Viguie et ai., 1993). Glutationidisulfidi (GSSG) on GSH:n hapetettu muoto. Tyypillisesti GSH ja GSSG mitataan suhteena (GSH:GSSG) veressämme, jotta saadaan välitön käsitys kehomme antioksidanttitilasta (Elokda & Nielsen, 2007; Viguie et al., 1993). PD:tä sairastavilla henkilöillä on alhaisemmat GSH-tasot levossa kuin ei-PD-potilailla, ja alhaisemmat GSH-tasot ovat suoraan korreloineet taudin vaikeusasteen kanssa (Bharath & Andersen, 2005; Maher, 2005).

Tämänhetkisen kokeen tarkoituksena on selvittää, hyötyvätkö PD-potilaat B6-vitamiinin (pyridoksiinihydrokloridi), B12-vitamiinin (syanokobalamiini) ja foolihapon lisäyksestä, hyötyvätkö he 6 viikon kiertoharjoitteluohjelmasta vai hyötyvätkö he näiden kahden intervention yhdistelmä. Tulosmuuttujia ovat: plasman homokysteiini, GSH:GSSG-suhde, kognitiiviset toiminnot, tasapaino, voima, toiminnalliset aktiviteetit, kinemaattinen kävelyanalyysi ja elämänlaatukysely.

Tutkijat olettavat, että tyypillisesti alhaisemmat GSH-tasot ja korkeammat homokysteiinitasot PD-potilailla normalisoituvat lisäämällä B6-, B12- ja folaattia, mikä vähentää oksidatiivista stressiä ja tarjoaa paremman suojan ROS:lle. Tutkijat olettavat, että kiertoharjoittelu vähentää homokysteiinitasoja ja lisää glutationitasoja. Lisäksi tutkijat odottavat molempien interventioiden parantavan toiminnallisia mittareita, kuten kävelyä ja tasapainoa, sekä parantavan elämänlaatua ja masennusta mittaavia asteikkoja.

24 istuvaa vapaaehtoista, joilla oli diagnosoitu PD, värvättiin tähän tutkimukseen (tehoanalyysi 0,80:n tasolla). Kaikki koehenkilöt olivat 50–80-vuotiaita ja arvioitiin Hoehnin ja Yahrin asteikolla tasolle 2. Koehenkilöt olivat iän ja sukupuolen mukaisia.

Jokainen koehenkilö suorittaa juoksumaton rasitustoleranssitestin ja viedään huippukuormitukseen. Huippukuormitus määritellään 90 %:ksi tavoitesykkeestä, RPE:ksi 9, jos koehenkilö ei pysty ylläpitämään juoksumaton vauhtia tai jos anaerobinen kynnys saavutetaan. Lisäksi noudatetaan American College of Sports Medicinen (ACSM) ohjeita rasitustestauksen lopettamisesta. Harjoitustestin aikana syke (HR), VO2, RER, VCO2 ja EKG tallennetaan 1 minuutin välein; BP ja RPE tallennetaan kunkin vaiheen toisen ja kolmannen minuutin sisällä. Elintoiminnot, RPE- ja MET-tasot kirjataan myös harjoituksen päätyttyä. 3 cm3 verta otetaan välittömästi harjoituksen jälkeen (3 minuutin sisällä). Veri jäädytetään ja varastoidaan laboratorioon.

Toiminnalliset toimenpiteet

Alavartalon toiminnallista testausta mitataan stand-up and go -ajastimella (Chair Stand Test) (Rikli, 1999). Osallistujia pyydetään nousemaan tuolilta ja palaamaan sitten istuma-asentoon. Heitä pyydetään suorittamaan tämä niin monta kertaa kuin he voivat 30 sekunnin aikana. Testaaja esittelee sen ensin ja hänelle annetaan yksi harjoitusteline. Ajetaan yksi 30 s kokeilu ja pisteet lasketaan kokonaisten istuntojen kokonaismäärästä.

Kävelyä mitataan kinemaattisella analyysillä käyttämällä seitsemän kameran (60 Hz) Peak Performance Motus 2000 Real-Time System -järjestelmää (Peak Performance Technologies, Inc., Englewood, Colorado). Käyttämällä muunnettua Helen Hayes Marker Setiä passiivisia heijastavia merkkejä sijoitetaan koko kehoon, mikä mahdollistaa kävelyn tarkan mittaamisen (Kadaba, Ramakrishnan & Wootten, 1990). Koehenkilöitä pyydetään kävelemään 10 metriä suoraa, sileää ja maalattua betonipolkua pitkin. Testaaja demonstroi kerran, ja koehenkilö suorittaa kolme koetta 3 minuutin istumalevolla jokaisen kokeen välillä.

Tasapainoa testataan käyttämällä SMART Balance Master System -järjestelmää (NeuroCom International, Inc., Clackamas, Oregon). Käytetyt protokollat ​​sisältävät Sensorisen Organisation Testin, Motor Control Testin, Limits of Stability Testin ja Unilateral Stance Testin (Bronte-Stewart, Minn, Rodrigues, Buckley ja Nashner, 2002).

Lihasvoima testataan nivelellä jokaisessa yksittäisessä CYBEX-koneessa. Jalkojen pidennys, jalkojen puristus, jalkojen kihartaminen, lonkan adduktio/sieppaus, takarivi, rintaperho, käsivarsien kihartaminen ja istuva kasto. Yhden toiston maksimimäärää käytetään vain yhteen kokeeseen kussakin modaliteetissa. Testaaja suorittaa harjoituksen ensin osoittaakseen. Koehenkilöä pyydetään nostamaan mahdollisimman paljon painoa vain kerran. Jokaisen koneen välissä pidetään 3 minuutin tauko.

Elämänlaatua mitataan Parkinsonin taudin kyselylomakkeella 39 (PDQ-39) (Marinus, 2008). Psykososiaalista ja kognitiivista toimintaa mitataan SCOPA-PS-kyselyllä (Marinus, Visser, Martinez-Martin, van Hilten ja Stiggelbout, 2003). Jokainen koehenkilö täyttää nämä kyselyt ennen tutkimusta ja tutkimuksen suorittamisen jälkeen.

Interventio

Verinäytteet, virtsanäytteet ja 1 RM (ACSM Guidelines) mitataan ennen rasitustestiä, samana päivänä aamulla ja paastossa. Koehenkilöt tulevat toisena päivänä suorittamaan kävely-analyysiä, tasapainotestausta, toimintatestausta ja täyttämään PDQ-39- ja SCOPA-kyselylomakkeet.

Jokainen osallistuja jaetaan satunnaisesti yhteen neljästä ryhmästä. Aerobinen harjoittelu painoharjoittelulla (AWT), AWT B-vitamiinilisällä (AWT+B), B-vitamiinilisä ilman harjoittelua (BS) ja kontrolliryhmä (C). Harjoitukset ovat kestoltaan 40 minuuttia ja kolme kertaa viikossa. Ne koostuvat 20 minuutin aerobisesta harjoittelusta joko juoksumatolla tai elliptisellä crosstrainerilla. Koska syke ei ole tarkka työkalu harjoituksen intensiteetin määrittämiseen PD-potilailla, osallistujia seurataan, jotta syke pysyy V02:n mukaisena 60–70 %:ssa heidän maksimi-V02:sta, joka on määritetty heidän alkuperäisestä GXT:stään. Painoharjoittelu koostuu seitsemästä CYBEX-vastusharjoituskoneesta. Näitä ovat jalkojen ojennus, jalkojen kihartaminen, jalkojen puristus, lonkan sieppaus, latissimus dorsi -vedos, rintaperho ja istuva dip. Jokainen osallistuja suorittaa 1 toiston maksimissaan jokaisella välineellä ja kirjataan mittana harjoittelua edeltävälle voimalleen. Tutkijat käyttävät 50–80 % 1 RM:stä suorittaakseen 1 sarjan 8–15 toistoa per harjoitus 30 sekunnin lepojaksolla kunkin harjoitussarjan välillä (Elokda & Nielsen, 2007; Vincent et al., 2006) (ACSM) . Täydennettävälle ryhmälle annetaan 5 mg/vrk folaattia, 2000 mcg/vrk syanokobalamiinia (oraalinen B12) (Butler ym., 2006; Lamberti et al., 2005) ja 25 mg/vrk B6:ta. (Malouf & Grimley Evans, 2003).