Harjoituksen sydän- ja verisuonivaikutukset Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla

Parkinsonin tauti (PD) liittyy sydän- ja verisuonijärjestelmän epänormaaliin hallintaan jopa 50 %:lla potilaista. Kardiovaskulaarinen autonominen toimintahäiriö johtuu autonomisen hermoston (ANS) epänormaalista kardiovaskulaarijärjestelmän säätelystä. Se ilmenee ortostaattisena hypotensiona, makuulla koholla olevana verenpaineena, ja siihen voi mahdollisesti liittyä epänormaalia sykettä ja rytmiä sekä epänormaaleja hemodynaamisia vasteita harjoitteluun. Ortostaattinen hypotensio on verenpaineen (BP) äkillinen lasku, joka johtuu pystyasennosta, kuten seisomisesta, ja voi ilmetä yleisenä heikkoutena, pyörrytyksenä, henkisenä "pilvisenä" pyörtymiseen asti. Lisäksi harjoituksen aiheuttama stressi voi pahentaa oireettoman kardiovaskulaarisen autonomisen toimintahäiriön ilmenemistä, mikä johtaa heikentyneeseen tasapainonhallintaan, mikä voi tehdä potilaan kyvyttömyyteen harjoitella ja/tai altistaa potilaan suuremmalle kaatumisriskille, heikentynyt kyky päivittäiseen toimintaan. (ADL:t) ja hämmennystä. Iäkkäiden potilaiden, jotka muodostavat suurimman osan PD-potilaista, kaatumiset voivat olla vaarallisia ja vammauttavia. Sydän- ja verisuonijärjestelmän vastetta rutiininomaisesti määrättyihin fysioterapeuttisiin harjoituksiin tai PD-potilaiden rutiininomaiseen fyysiseen toimintaan ei kuitenkaan tunneta. Tutkimustiedon puuttuessa näiden harjoitusten/toimintojen vaikutuksista ei siis voida päätellä, ovatko rutiinifysioterapian tietyt osat potilaalle sopivia ja turvallisia kardiovaskulaarisen autonomisen toimintahäiriön kehittymisen tai pahenemisen kannalta. Sama pätee joihinkin potilaan ADL:ihin, jotka voivat laukaista kardiovaskulaarisen autonomisen toimintahäiriön merkkejä ja oireita. Siksi tutkijat aikovat tutkia samaa.

Tässä tutkimuksessa on kaksi osaa - vaihe 1 ja vaihe 2. Vain vaihe 2 on satunnaistettu kontrolloitu tutkimus. Kutakin vaihetta koskevat erityistavoitteet ovat:

Vaihe 1 - Analysoida sydän- ja verisuonihäiriöiden kirjo potilailla, joilla on PD -

• Autonomisella refleksitutkimuksella määritettynä; ja
• Vastauksena erilaisiin asentoihin/toimintoihin/harjoituksiin ja vatsan sideaineen käyttämiseen.

Vaihe 2 - Tutkia, voiko vatsalihasten vahvistaminen olla tehokas strategia parantaa sydän- ja verisuonijärjestelmän kykyä vastustaa OH:n kehittymistä.

Vaihe 1:

Tutkimukseen sisällyttämisen jälkeen on suoritettava perustason autonomisen refleksin seulonta. Tämä seulonta sisältää seuraavat osat:

1. Kvantitatiivinen sudomotorinen aksonirefleksitesti (QSART): QSART arvioi postganglionisen sympaattisen sudomotorisen aksonin eli se arvioi ANS:n ohjaamien hikisolujen vasteen asetyylikoliiniin (ACh). Tätä varten osallistujan iho puhdistetaan ja valmistetaan neljässä paikassa. Sitten ACh:ta käytetään näissä paikoissa. ACh:n liikkumista ihon poikki helpottaa iontoforeesi (käyttämällä matalan intensiteetin sähkövirtaa 2 mA).

   Tallenteita tehdään 5 minuutin ajan ärsykkeellä, jota seuraa vielä 5 minuuttia ärsykkeen lopettamisen jälkeen.

   Kolmea myöhempää autonomisen refleksitestin testiä varten osallistujat varustetaan lyönnistä lyöntiin -verenpainelaitteella ja kolmikytkentäisellä elektrokardiogrammilla (EKG).

2. Sykevaste syvään hengitykseen (HRDB) osallistujan ollessa makuulla: 1 minuutin perusviiva kirjataan. Välittömästi sen jälkeen suoritetaan kahdeksan peräkkäistä hengityssykliä. Jokainen hengityssykli koostuu maksimaalisesta sisään- ja uloshengitysvaiheesta, joista kumpikin on 5 sekuntia. Visuaalinen palaute annetaan hengityksen johdonmukaisuuden varmistamiseksi. Toimenpide toistetaan 2 minuutin tauon jälkeen.
3. BP-vaste lyönnistä lyöntiin Valsalva-operaatioon: Selällään olevaa osallistujaa pyydetään hengittämään syvän sisäänhengityksen jälkeen pitäen samalla elohopeapylväs 40 mm:n korkeudella 15 sekunnin ajan puhaltaen samalla ilmaa ulos putken kautta, jossa on ilmavuoto. . Toimenpidettä toistetaan, kunnes saavutetaan kaksi samanlaista lyönnistä lyöntiin BP ja HR. Jokaisen liikkeen erottaa 3 minuutin tauko.
4. Head-up Tilt: Osallistuja on kiinnitetty automaattiseen kallistuspöytään. 5 minuutin mittainen syke ja verenpaine tallennetaan potilaan ollessa makuullaan. Pöytä kallistuu hitaasti 70 astetta 10 sekunnin aikana (se on samanlainen kuin seisominen). Koehenkilöt pysyvät kallistettuina 5 minuuttia tai kunnes jokin pysäytyskriteereistä täyttyy. Manuaalinen verenpaine voidaan ottaa automaattisen verenpaineen lisäksi 1 minuutti ennen kallistusta, 1, 3 ja 5 minuutin kohdalla pään kallistuksen aikana ja 1 minuutin kuluttua pään kallistuksen jälkeen. Kaikki automaattiset parametrit näkyvät tietokonekonsolissa. Erityiset pysäytyssäännöt ovat 1) potilaan pyyntö, 2) presynkooppi ja 3) systolisen verenpaineen nopea lasku vastauksena kallistukseen. Jos jokin näistä täyttyy, potilas asetetaan takaisin makuuasentoon.

Autonomisen refleksin testauksen viisi ensisijaista päätepistettä ovat:

1. hien kokonaismäärä QSARTissa;
2. HR vaihtelu HRDB:ssä;
3. Valsalva-suhde Valsalva-liikkeen aikana;
4. HR-muutos vastauksena head-up-kallistukseen; ja
5. BP:n muutos vastauksena head-up-kallistukseen. Autonomisen toimintahäiriön vakavuus ja jakautuminen kvantifioidaan käyttämällä Composite Autonomic Severity Score (CASS) -arvoa.

Veren virtausnopeus keskiaivovaltimossa (MCA) ja frontaalinen/prefrontaalinen aivokuoren perfuusio mitataan käyttämällä trans-kraniaalista Doppleria (TCD) ja toiminnallista lähi-infrapunaspektroskopiaa (fNIRS). TCD:ssä koehenkilön päähän asetetaan tarranauha, jossa on litteä koetin, ennen kuin tehdään mitään autonomista testiä, ja veren virtausnopeudet tallennetaan ennen autonomista testausta 5 minuutin ajan. Kun TCD on viimeistelty, fNIRS hankitaan, kun potilas suorittaa jokaisen toimenpiteen protokollan loppuosassa. Osallistuja makaa fNIRS-anturit (kaksi säteilyä ja neljä tunnistusta) otsallaan. Anturit pysyvät tiukasti paikoillaan pidikkeellä, joka sisältää tarranauhan pään ympärillä. Tämä koetinpaikka tarjoaa herkkyyden prefrontaaliselle aivokuorelle, jonka tiedetään aktivoituvan tietojenkäsittelytehtävissä. Seuraavia protokollan toimenpiteitä varten fNIRS-anturit sijoitetaan C3-paikkaan (eli ensisijaisen motorisen aivokuoren yläpuolelle) kansainvälisen EEG-elektrodien sijoittelun 10-20-järjestelmän mukaisesti. fNIRS on ei-invasiivinen optinen menetelmä, jota voidaan käyttää aivokuoren toiminnan havaitsemiseen sängyn vieressä. fNIRS-järjestelmät käyttävät hemoglobiinin aallonpituudesta riippuvaa absorptioominaisuutta seuratakseen muutoksia aivojen oksi- ja deoksihemoglobiinipitoisuudessa toiminnallisen tehtävän aikana [analogisesti toiminnallisen MRI:n (fMRI) kanssa]. Oksi- ja deoksihemoglobiinin välinen suhde mahdollistaa aivokuoren perfuusion arvioimisen. fNIRS-tiedot täydentävät TCD-tietoja. TCD tarjoaa tietoa MCA-virtausnopeuksista, joiden avulla voimme arvioida piaalivaltimoiden virtausnopeuksia, kun taas fNIRS tarjoaa tietoa aivokuoren perfuusion muutoksista ja siten intraparenkymaalisten valtimoiden vasokonstriktiosta.

Tämän jälkeen tallennetaan kuuden kuukauden takautuva putoamishistoria. Arvioinnissa ja kvantifioinnissa on käytettävä huimausvammakartoitusta (DHI), autonomista oireprofiilia (ASP), Kalifornian yliopiston Los Angelesin huimauskyselyä (UCLA-DQ), ortostaattista hypotensiokyselyä (OHQ) ja ortostaattista erottelu- ja vakavuusasteikkoa (ODSS). autonomisen toimintahäiriön, ortostaattisen hypotension ja huimauksen vaikutus osallistujan elämään.

Kun edellä mainittu osallistujan perusarviointi on ohi, osallistujan sydän- ja verisuonivasteet testataan eri asentojen/toimintojen/harjoitusten ja vatsan sideaineen käytön suhteen. Tätä varten osallistujien on tallennettava verenpaine, syke (käyttämällä EKG:tä), analysoitava verenvirtauksen nopeus MCA:ssa ja frontaalinen/prefrontaalinen aivokuoren perfuusio (kuten edellä on kuvattu) suorittaessaan mitä tahansa tai joitain seuraavista harjoituksista mikä tahansa sarja tai yhdistelmä:

• Syvä hengitysharjoitus istuessaan tuolissa tai seisoma-asennossa, hengityksen pidätyksellä tai ilman;
• Istu nousemaan tuolista ja palaa seisomaan istumaan samaan tuoliin;
• Hartioiden kohotus- ja/tai kyynärpään koukistus-venytysharjoitus pitämällä 500 ml:n vesipulloa (täytetty) kummassakin kädessä (seisoma-asennossa);
• Tandem-kävely (kävely suoraa linjaa pitkin, jossa takajalan varpaat koskettavat etujalan kantapäätä jokaisella askeleella);
• Yksi jalka seisomassa (jokaiselle jalalle);
• Jalat ristissä seisomassa;
• Pyöräily selässä;
• Kiinteä polkupyörä käyttää;
• Vatsan lihasten supistumisharjoitus; ja
• Vatsan puristus vatsan sideaineella. Vatsan sideaine on istuva joustava vaate, jota käytetään vatsan seinämän puristamiseen. Sitä on saatavana eri kokoisina. Sitä voidaan käyttää tukemaan vatsan seinämän lihaksia.

Osallistujat käyvät selällään/paikallaan pyörällä enintään 12 minuutin ajan sympaattisen ANS-aktivoinnin aikaansaamiseksi. Kiinteä pyörä mukautetaan yksilön rajoitusten mukaan tasaisella työkuormalla. Suurin turvallinen työkuormitus lasketaan Karvonen/Heart Rate Reserve -kaavalla voimassa olevien ohjeiden mukaan. 1 minuutin lämmittelyjakson jälkeen 0 watin työkuormalla 10 wattia/min harjoituskuormitus lisätään ja sitä ylläpidetään koko 12 minuutin ajan, ellei jokin pysäytyskriteerien osa täyty. Erityiset lopetussäännöt ovat 1) potilaan pyynnöstä, 2) systolisen verenpaineen nopea lasku ja 3) tutkijan/henkilökunnan päätös keskeyttää harjoitus osallistujan turvallisuuden vuoksi.

Kaikkien osallistujien on suoritettava vaihe 1. Kuitenkin vain ne osallistujat, joilla on merkittävä autonominen toimintahäiriö, voivat siirtyä tutkimuksen vaiheeseen 2.

Vaihe 2:

Potilaat, joilla on autonominen toimintahäiriö autonomisen refleksiseulonnan avulla (vaiheessa 1), jaetaan satunnaisesti jompaankumpaan kahdesta ryhmästä. Ryhmät merkitään ryhmäksi "Vatsanlihasten vahvistaminen" (kokeellinen) ja ryhmä "Rutiinihoito" (kontrolli). Koeryhmän potilaiden tulee rutiinihoidon lisäksi tehdä vatsalihasta vahvistavia harjoituksia kolmen kuukauden ajan kotonaan ja pitää yllä harjoituspäiväkirjaa, kun taas kontrolliryhmän potilaiden tulee jatkaa rutiinihoitoa seuraavat kolme kuukautta. Kolmen kuukauden seurannan aikana molempien ryhmien potilaille tehdään uudelleen samat testit kuin vaiheessa 1.

Vatsaa vahvistavat harjoitukset koskevat vatsan lihaksia. Vatsalihakset supistuvat sen jälkeen, kun osallistuja on ottanut erilaisia ​​asentoja ennalta määrätyn ajan ja ennalta määrätyn määrän kertoja vuorokaudessa. Näitä kahta ryhmää verrataan vatsaa vahvistavien harjoitusten tehokkuuden suhteen ortostaattisen hypotension ehkäisyssä autonomisen refleksin testin jälkeen 3 kuukauden kuluttua. Molempia ryhmiä on lisäksi verrattava käytettäessä vatsan sideainetta toisen kallistustestin aikana. Kolmen kuukauden kaatumishistoria kirjataan ja kaikkia osallistujia pyydetään vastaamaan neljään kyselyyn, ts. DHI, ASP, OHQ ja ODSS taas.