Liikunta vanhemmille aikuisille, joilla on tyypin 2 diabeteksen riski

Harjoituksen vaikutukset kognitioon ja aivojen rakenteeseen vanhemmilla aikuisilla, joilla on riski saada tyypin 2 diabetes: 3T MRI-tutkimus

Tavoitteet/tutkimuskysymykset:

Tässä tutkimuksessa tutkimuskysymyksiä olivat mm.

1. Vaikuttaako kahdesti viikossa suoritettava vastusharjoittelu kognitiiviseen toimintaan verrattuna tasapaino- ja sävyharjoituksiin iäkkäillä, joilla on diabetesriski?
2. Voiko vastusharjoittelu muuttaa aivojen rakennetta ja tilavuutta eri aivorakenteissa, erityisesti hippokampuksessa, verrattuna tasapaino- ja sävyharjoitteluun (kontrolliin) vanhemmilla aikuisilla, joilla on diabeteksen riski?

Hypoteesit:

1. Kuuden kuukauden kestävyysharjoittelu parantaa diabeteksen riskissä olevien iäkkäiden aikuisten kognitiivista toimintaa verrattuna tasapaino- ja sävyharjoitteluun. Ennustamme näkevämme merkittäviä parannuksia toimeenpanotoiminnassa vastusharjoittelijaryhmässä verrattuna tasapaino- ja sävyryhmään.
2. Kuuden kuukauden kestävyysharjoittelu säilyttää aivotursorakenteen ja volyymin diabeteksen riskissä olevilla vanhemmilla aikuisilla verrattuna tasapaino- ja sävyharjoituksiin.

Design:

6 kuukauden satunnaistettu kontrolloitu koe, yksisokkoutettu tutkimusvarret: 1) kokeellinen: vastusharjoitus (RT) 2) kontrolli: tasapaino- ja sävyharjoittelu (BAT)

Metodologia:

Seulonta: Osallistujat suorittavat alustavan seulonnan puhelimitse. Kiinnostuneille osallistujille lähetetään tiedote (sähköpostitse tai haluamallasi tavalla), jotta he saavat tarkempia tietoja tutkimuksesta. Ne, jotka ovat kelvollisia, määrätään saapumaan laboratorioon perustilanteen arviointeja varten.

Perustason arvioinnit: Seuraavat kyselylomakkeet/testit/arvioinnit täytetään. Osallistujat voivat hylätä minkä tahansa testin tai kaikki testit tai jättää vastaamatta yhteenkään kysymykseen. Jos he päättävät olla vastaamatta kysymykseen tai suorittamatta testiä, joka on tarpeen kelpoisuuden vahvistamiseksi, heidät suljetaan pois muusta tutkimuksesta.

Satunnaistaminen: Kun osallistujat ovat suorittaneet kaikki perusarvioinnit, heidät jaetaan satunnaisesti toiseen kahdesta ryhmästä satunnaislukugeneraattorin avulla. Kaikilla osallistujilla on yhtäläiset mahdollisuudet päästä kahteen ryhmään.

Kokonaisaika laboratorion perusarviointiin (pois lukien magneettikuvaus; MRI) on 2–2,5 tuntia.

1. Demografinen peruskyselylomake: Käytetään otoksemme karakterisoimiseen.
2. Functional Comorbidity Index (FCI): 18-kohdan lista diagnooseista, joita käytetään liitännäissairauksien määrittämiseen.
3. Unikysely: Määrittää unen laadun ja määrän yhden kuukauden ajanjaksolla ja erityisesti edellisenä yönä.
4. Aktiviteettikohtainen tasapainoasteikko (ABC): 16 kohdan itseraportoiva kyselylomake, jolla arvioidaan tasapainoa ja toiminnallista liikkuvuutta. Osallistujat arvioivat tasapainonsa luottamusta kykyynsä suorittaa päivittäisiä toimintoja.
5. The Lawton Instrumental Activities of Daily Living (IADL): Itseraportoiva kyselylomake, jota käytetään arvioimaan itsenäisen elämän taitoja.
6. Fyysinen aktiivisuusasteikko vanhuksille (PASE): Käytetään mittaamaan itse ilmoittaman fyysisen aktiivisuuden tasoa, ja se koostuu 12 kysymyksestä vapaa-ajasta, kotitaloudesta ja työhön liittyvästä päivittäisestä aktiivisuudesta.
7. Canadian Diabetes Risk Questionnaire (CANRISK): 12 kohdan itseraportoiva kyselylomake, jolla määritetään, onko osallistujilla suuri riski saada esi- tai tyypin II diabetes.
8. Diabeteskyselylomake: Kyselylomake diabeteksen riskin määrittämiseksi.
9. Geriatrinen masennusasteikko: 15 kohdan kyselylomake, jolla testataan masennuksen esiintymistä. Jos epäillään masennusta, Primary Investigator (PI) varmistaa, että osallistuja saa kopion kyselylomakkeesta ja neuvoo osallistujaa varaamaan ajan perhelääkärinsä kanssa keskustelemaan tuloksista.
10. 12 Item Short Form Survey (SF-12): Itseraportoitu terveystutkimus.
11. Kuuden minuutin kävelytesti: Käytetään aerobisen kunnon arvioimiseen. Osallistujat kävelevät normaalilla nopeudellaan yhteensä 6 minuuttia laboratoriomme ulkopuolella käytävällä. Kokonaiskävelymatka metreinä kirjataan.
12. Timed Up and Go -testi (TUG): Käytetään liikkuvuuden arvioimiseen. Osallistujat istuvat tuolilla ja heidän tulee nousta seisomaan, kävellä 3 metrin matka tavalliseen tahtiinsa, kääntyä ympäri, palata tuolilleen ja istua takaisin. Kahden erillisen kokeen suorittamiseen kuluva aika kirjataan sekunteina.
13. Short Physical Performance Battery (SPPB): Käytetään arvioimaan kävelynopeutta, tasapainoa ja alaraajojen fyysistä toimintaa käyttämällä tehtäviä, jotka jäljittelevät päivittäistä toimintaa. sisältää kolme tehtävää: Seisomatasapainotehtävä, Kävelynopeustehtävä ja Tuolin seisomatesti.
14. Putoamishistoria: Käytetään arvioimaan liikkuvuutta ja kaatumisriskiä.
15. Yhden toiston maksimi (1RM): Fyysinen mitta yksilön maksimaalisesta lihasvoimasta yhden toiston aikana ja sitä käytetään määrittämään haluttu kuormitus vastusharjoittelussa. Harjoitukseen sisältyy jalkapunnerrus, latissimus pulldown, jalkakihartaminen, rintapunistus, hauiskiharat, tricep-pidennykset ja hihnapyörärivit.
16. Paired Associative Learning (PAL) -kosketusnäyttötehtävä: Käytetään kolmen objektin oppimisen ja muistamisen testaamiseen, jotka liittyvät oikeaan paikkaan näytöllä.
17. Trail Unique-Non-Matching-Location (TUNL) -tehtävä: Tämä on toimiva tilamuistitehtävä, jossa valitaan eri ärsyke (ei täsmäävä) näytöllä näkyvälle ärsykkeelle viivejakson jälkeen. Ärsykkeet esitetään paikoissa, jotka ovat kaukana toisistaan ​​tai lähellä toisiaan haastamaan spatiaalista muistia.
18. Progressive Ratio (PR) -kosketusnäyttötehtävä: Tämä tehtävä testaa motivaatiota ja huomiokykyä, ja siinä kosketetaan toistuvasti neliömäistä ärsykettä näytön keskellä pisteiden saamiseksi yhdellä kokeilulla. Pisteisiin vaadittavien kosketusten määrä kasvaa ramppiasteikolla, joka alkaa yhdestä kosketuksesta ja kasvaa sitten neljällä jokaisessa seuraavassa kokeilussa. Jos osallistuja lakkaa vastaamasta 5 minuutiksi, tehtävä pysähtyy ja taukopiste (pysähdys) tallennetaan.
19. Mini-Mental Status Examination (MMSE): Käytetään kognitiivisten heikentymien seulontatyökaluna. Tämä 11 kohdan testi arvioi globaaleja kognitiivisia toimintoja suuntautumisen, rekisteröinnin, huomion ja laskennan, muistamisen ja kielen aloilla. Maksimipistemäärä on 30.
20. Montreal Cognitive Assessment (MoCA): Käytetään lievän kognitiivisen vajaatoiminnan seulontatyökaluna. Tämä testi arvioi kognitiivisia kykyjä huomion ja keskittymisen, toimeenpanotoimintojen, muistin, kielen, visuaalisen rakentamisen, käsitteellisen ajattelun, laskelmien ja suuntautumisen aloilla. Maksimipistemäärä on 30.
21. Alzheimerin taudin arviointiasteikon kognitiivinen alaaste 11 (ADAS-Cog-11): Testi, jossa on 11 tehtävää, jotka mittaavat erilaisia ​​kognitiivisia toimintoja (muisti, kieli, käytäntö, huomio). Käytetään laajasti kliinisissä kokeissa kognitiivisten toimintahäiriöiden ja Alzheimerin taudin arvioimiseksi.
22. Trail Making Test (TMT): Käytetään arvioimaan toimeenpanotoimintoja visuaalisen huomion (osa A) ja sarjan vaihtamisen (kyky siirtää huomion tehtävien välillä; osa B) alueilla. Tämän testin suorittamiseen kuluva aika tallennetaan sekunteina.
23. Stroop: Käytetään arvioimaan toimeenpanotoimintoja valikoivan huomion, käsittelynopeuden ja kognitiivisen joustavuuden alueilla. Tämän testin suorittamiseen kuluva aika tallennetaan sekunteina.
24. Numeroväli: Käytetään työmuistin arvioimiseen. Osallistujien tulee muistaa ja palauttaa numeroluettelosarja sekä eteen- että taaksepäin.
25. Verikokeet: Keräämme verinäytteitä glykoituneen hemoglobiinin ja paastoglukoosipitoisuuksien mittaamiseksi diabeteksen tilan (prediabetes, diabetes) ja aivojen terveyden biomarkkerien (aivoperäinen neurotrofinen tekijä, insuliinin kaltainen kasvutekijä 1) määrittämiseksi. Veri otetaan liikuntaterveyslaboratoriossa. Verinäytteen tekee rekisteröity sairaanhoitaja (RN) Arlene Fleischhauer Co-I-tutkija Kevin Shoemakerin laboratoriossa tai koulutettu tutkimusopiskelijamme Olivia Ghosh-Swaby.
26. Physical Activity Readiness Questionnaire (PAR-Q): Tutkijat toimittavat tämän lomakkeen perhelääkärin täytettäväksi ja palautettavaksi. Lomakkeessa hahmotellaan tutkimuksessa harjoitteluohjelma perhelääkärille, jotta he voivat neuvoa asianmukaisesti.

MRI-seulontalomake: Käytetään MRI-skannauksen kelpoisuuden seulomiseen. MRI-skannaus tehdään Robarts Research Instituten funktionaalisen ja aineenvaihdunnan kartoituskeskuksessa.

Yhden tunnin skannaus koostuu seuraavista:

1. Rakenteellinen MRI 3Tesla (3T) -skannaus (T1) aivojen rakennekuvien tutkimiseksi kohdekohtaisiksi rakennekuviksi.
2. Lepotilan toiminnallinen yhteys lepotilan verkon aktivoinnin tutkimiseksi.

Harjoitusinterventio: Harjoitustunnit järjestetään kaksi kertaa viikossa 26 viikon (6 kuukauden) ajan. Luokat ovat ryhmätunteja, joissa kussakin luokassa on enintään 5 osallistujaa. Kaikki tunnit ovat yhteensä 1 tunti - 10 minuuttia lämmittelyä, 40 minuuttia pääharjoituksia, 10 minuuttia jäähdytystä. Luokan johtajat ovat läsnä kaikilla tunneilla tarkkailemassa osallistujien hengenahdistusta, oikeaa tekniikkaa ja vähentääkseen riskejä/riskejä harjoitustuntien aikana. PI on käyttänyt tätä protokollaa laajasti (Liu-Ambrose et ai., 2010; Liu-Ambrose et ai., 2012; Nagamatsu et ai., 2012; Nagamatsu et al., 2013).

VASTUSHARJOITUS: Harjoitukset suoritetaan Kevin Shoemakerin liikuntalaboratoriossa Health Sciences Buildingissa. Osallistujat käyttävät ohjelmoitavia painokoneita sekä vapaita painoja kohdistaakseen ensisijaiset lihasryhmät. Lisäksi he suorittavat minikyykkyjä, minilämpöjä ja syöksykytyksiä. Osallistujat suorittavat kaksi 6-8 toiston sarjaa. Harjoitteluärsykettä lisätään "7-RM" -menetelmällä - kun 2 sarjaa 6-8 toistoa suoritetaan asianmukaisessa muodossa ja ilman epämukavuutta. Kirjaamme kunkin harjoituksen suoritettujen sarjojen lukumäärän ja nostetun kuorman kunkin osallistujan kohdalla jokaisella tunnilla.

TASAPAINO JA SÄÄNTÖ (Control): Harjoitukset suoritetaan Health Science Exercise -laboratoriossa (sama kuin yllä). Niihin kuuluvat venytysharjoitukset, liikerajat, perusvoimaharjoitukset, tasapainoharjoitukset ja rentoutumistekniikat. Vain ruumiinpainoa käytetään (eli ei lisäkuormitusta). Tämä ryhmä kontrolloi hämmentäviä muuttujia, kuten koulutuskeskuksiin matkustamisesta saatua fyysistä harjoittelua, sosiaalista vuorovaikutusta ja elämäntapamuutoksia tutkimukseen osallistumisen jälkeen.

Vaatimustenmukaisuus: Luokanohjaajat kirjaavat tunnille osallistumisen.

Haittatapahtumat: Kaikki harjoitustuntien aikana ilmenevät haittatapahtumat kirjataan ja niistä raportoidaan välittömästi.

Fidelity Questionnaire: Varmistaakseen johdonmukaisuuden harjoitustuntien välillä ja auttaakseen tunnistamaan mahdolliset ohjelmaongelmat, tutkimukseen kuulumaton tytäryhtiö täytti kerran kuukaudessa kyselylomakkeen, jossa hän osallistui ja arvioi satunnaisesti valittua RT- ja BAT-istuntoa.

Kuukausittaiset arvioinnit: Kuusi kuukautta kestävän harjoituksen aikana osallistujat suorittavat seuraavat arvioinnit kuukausittain.

1. PASE
2. Falls kalenteri

Lopulliset arvioinnit: Kaikki lähtötilanteen arvioinnit suoritetaan kokeen päätyttyä (26 viikkoa), MUKAANLUUN MRI-skannaus ja verikoe.

Merkitys:

Tämä tutkimus selvittää, onko resistenssiharjoitus uskottava toimenpide diabeteksen riskiin kuuluvien kognitiivisten heikkenemiseen. Tämän tutkimuksen tulokset määrittävät myös toteuttamiskelpoisen ajankohdan puuttua asiaan ennen kuin iäkkäiden aikuisten, joilla on häiriintynyt metabolinen homeostaasi, merkittävä väheneminen. Lisäksi tällä tutkimuksella on potentiaalia tunnistaa kustannustehokkaita ja helppokäyttöisiä strategioita kognitiivisten toimintojen parantamiseksi niillä, jotka ovat vaarassa taantua. Kun otetaan huomioon ikääntyvän yhteiskunnan kognitiivisen heikkenemisen valtava taakka (taloudellinen, elämänlaatu, riippumattomuus), tutkimuksemme mahdollisia myönteisiä vaikutuksia ei voida yliarvioida.