Harjoittele neuroprotektiota Parkinsonin taudissa (PDex)

Parkinsonin tauti (PD) on toiseksi yleisin neurodegeneratiivinen sairaus, ja sitä sairastaa arviolta 4 miljoonaa ihmistä ja 1 % yli 60-vuotiaista. PD:n patologinen tunnusmerkki ovat Lewyn kappaleet neuroneissa ja nämä inkluusiokappaleet koostuvat suurelta osin väärin laskostuneesta α-synukleiinista. Nämä a-synukleiiniinkluusiokappaleet aiheuttavat mitokondrioiden hengityshäiriöitä, mikä johtaa reaktiivisiin happilajeihin, jotka aiheuttavat oksidatiivista stressiä; tämä puolestaan ​​johtaa α-synukleiinin aggregaatioon ja syntyy noidankehä. Viime kädessä tämä noidankehä johtaa dopaminergiseen hermosolusolukuolemaan, mikä aiheuttaa dopamiinin vähenemisen nigrostriataalisessa reitissä. Mitokondrioiden toimintahäiriöitä ja sitä seuraavaa oksidatiivista stressiä aiheuttavat myös ympäristömyrkyt (esim. trikloorietyleeni, parakvaatti) ja hermotulehdus, joilla molemmilla on teoriassa merkittävä rooli PD-patologiassa. Tästä johtuen PD:n neuroprotektiiviset strategiat ovat keskittyneet rajoittamaan altistumista ympäristömyrkkyille ja mikä vielä tärkeämpää, vähentämään tulehdusta edistäviä mekanismeja.

Todisteita on kertynyt siitä, että liikunta parantaa oireita ja elämänlaatua ja on neuroprotektiivista PD:ssä. Yhdessä meta-analyysissä he havaitsivat, että säännöllinen harjoittelu viivästyttää PD-motoristen oireiden etenemistä, liikkuvuutta ja tasapainon heikkenemistä. Toinen meta-analyysi raportoi PD-riskin pienenemisestä prekliinisen vaiheen aikana niillä, jotka harjoittavat kohtalaista tai voimakasta harjoittelua. Toinen meta-analyysi osoitti 40 prosentin pienenevän PD:n riskiä ihmisillä, jotka harjoittivat säännöllisesti kohtalaista tai voimakasta toimintaa 35–39-vuotiailla tai viimeisen kymmenen vuoden aikana. Näiden löydösten perusteella voidaan kohtuudella päätellä, että kohtalainen tai voimakas harjoittelu ennen PD-diagnoosia on hermoja suojaavaa. Lisäksi liikunta voi myös hidastaa rappeuman etenemistä PD-diagnoosin jälkeen.

Eräs PD:n hermosolujen suojauksen taustalla oleva merkittävä teoria on, että harjoittelu voi lieventää tulehdusta edistävää ympäristöä ja näin suojella ja hidastaa dopaminergisten hermosolujen progressiivista häviämistä. Erilaisten kemiallisten välittäjien, antioksidanttien ja sytokiinien on osoitettu vaikuttavan PD:n kehittymiseen, etenemiseen ja vaikeusasteeseen, mukaan lukien interleukiini 6 (IL-6) ja 10 (IL-10), tuumorinekroositekijä (TNF), ja gamma-interferoniperhe (IFNy). Jotkut näistä kemikaaleista ovat anti-inflammatorisia ja jotkut tulehdusta edistäviä. Vaikka nämä ovat joitain yleisimmin tutkituista sytokiineista, monet muut ovat alitutkittuja PD:ssä, ja ne voivat myös myötävaikuttaa PD:n sisäiseen tulehdustilaan. Siksi on tärkeää tutkia näiden sytokiinien ja kemokiinien kollektiivista sekoitusta PD:n tulehduksellisen ympäristön ymmärtämiseksi akuutin ja kroonisen harjoituksen seurauksena. Vaikka säännöllinen liikunta voi olla neuroprotektiivista PD:ssä vähentämällä oksidatiivista stressiä, antioksidanttientsyymien vapautuminen liikunnan kautta (superoksididismutaasi (SOD), glutationiperoksidaasi, katalaasi) voi myös osaltaan edistää tulehdustilan yleistä vähenemistä PD:ssä.

Toinen ryhmä yhdisteitä, joilla teoriassa on rooli PD:n etenemisen lieventämisessä, ovat neurotrofiinit (esim. aivoista peräisin oleva neurotrofinen tekijä (BDNF), verisuonten endoteelikasvutekijä (VEGF), gliasolulinjasta peräisin oleva neurotrofinen tekijä (GDNF)). Kaikki kolme edellä mainittua neurotrofiinia ovat aktiivisuudesta riippuvaisia, mikä tarkoittaa, että ne lisääntyvät harjoituksen seurauksena. GDNF ja BDNF ovat saaneet eniten huomiota, ja niiden teoriassa autetaan neuroregeneraatiossa ja hermosolujen suojauksessa PD:ssä suojaamalla dopaminergisiä hermosoluja. BDNF-tasot ovat alentuneet dopaminergisissä nigrostriataalisissa reiteissä ihmisillä, joilla on PD (PwP). Dopamiinin biologisen hyötyosuuden alenemisen yhdistettynä BDNF:n laskuun on osoitettu liittyvän PD-oireisiin (liikehäiriöt, lepovapina ja bradykinesia). Lisäksi BDNF voi myös liittyä anti-inflammatoriseen ympäristöön PD:ssä, mikä korostaa tarvetta tutkia sytokiineja ja neurotrofiineja yhdessä. Lopuksi VEGF voi epäsuorasti vaikuttaa hermosolujen suojaamiseen PD:ssä parantamalla verenkiertoa (angiogeneesiä) ja synaptista aktiivisuutta.

Siten on olemassa kolme mahdollista mekanismia, joiden teoretisoidaan taustalla harjoituksen sairautta modifioivia vaikutuksia PD:ssä: tulehdusmiljöö vähentäminen sytokiinien kautta, tulehdusmiljöö vähentäminen antioksidanttientsyymien kautta ja hermosolujen parantunut hermosuojaus neurotrofiinien kautta. Tällä hetkellä ei tiedetä, onko jokin näistä menetelmistä vallitseva vai onko näiden mekanismien yhdistelmä neuroprotektion taustalla. Teoreettisesti kaikki kolme mekanismia voivat hidastaa PD:n etenemistä katkaisemalla α-synukleiinin aggregaation, mitokondriotoksisuuden ja oksidatiivisen stressin noidankehän. Nämä väitetyt mekanismit vaativat lisätutkimusta. Tärkeää on, että tiedossamme ei ole tutkimuksia, joissa olisi tarkasteltu kaikkia kolmea mekanismia yhdessä yhdessä tutkimuksessa. Koska näiden kolmen mekanismin välillä on keskinäisiä suhteita, on järkevää tutkia niitä yksityiskohtaisemmin. Tärkeää on, että ei tiedetä, kuinka nämä mekanismit reagoivat erilaisiin harjoitusannoksiin. Siksi tässä tutkimuksessa tarkastellaan harjoitusannoksen suhdetta näihin mekanismeihin saadakseen paremman käsityksen PD:n hermosolujen suojauksesta. Seuraavat ovat tämän tutkimuksen erityistavoitteet:

Ensisijainen tavoite 1 (harjoittelu ja tulehdusmiljöö): määrittää, onko nykyisten harjoittelutottumusten ja sytokiinien, antioksidanttientsyymien ja neurotrofiinien välillä yhteyttä PD:n etenemisen, iän, sukupuolen, painoindeksin, tulehduksellisten liittyvät genotyypit ja samanaikaisten sairauksien lukumäärä.

Hypoteesi 1: Säännöllisesti treenaavilla PwP:llä on vähemmän tulehdusta (enemmän anti-inflammatorisia sytokiineja ja/tai vähemmän proinflammatorisia sytokiinejä) ja korkeammat antioksidanttientsyymien ja neurotrofiinien tasot verrattuna niihin, jotka eivät harrasta säännöllisesti liikuntaa.

Ensisijainen tavoite 2 (tulehdusmiljöö vertailu kontrolleihin): Määrittää, onko PwP:n ja terveiden kontrollien välillä eroa sytokiinien, antioksidanttientsyymien ja neurotrofiinien tasoissa iän, sukupuolen, painoindeksin, tulehdukseen liittyvien genotyyppien ja liitännäissairauksien määrä.

Hypoteesi 2: PwP:llä on korkeammat tasot enemmän tulehdusta ja alhaisemmat antioksidanttientsyymien ja neurotrofiinien tasot verrattuna terveisiin, ikäisiin verrokkeihin.

Ensisijainen tavoite 3 (harjoitusannos ja biomarkkerit): Selvittää, onko eroa ennen ja jälkeen 30 minuuttia aerobista harjoittelua 60-70 % ja 75-85 % arvioidusta maksimisykkeestä (EMHR) PwP:llä ja terveellä, iällä -sovitetut säätimet.

Hypoteesi 3: Aiemman harjoittelutason välillä on vuorovaikutusta (esim. pro- ja anti-inflammatoristen sytokiinien erilainen kaltevuus) (säännölliset harjoittajat verrattuna epäsäännöllisiin treenaajiin, jotka käyttävät Centers for Disease Control (CDC)) 150 minuuttia säännöllistä harjoittelua kohti viikko), harjoituksen intensiteetti (60-70 % ja 75-85 % EMHR:stä) ja tila (PwP ja kontrolli) tulehduksen, antioksidanttientsyymien ja neurotrofiinien muutoksessa.

Ensisijainen tavoite 4 (biomarkkerit PD:ssä): Määrittää, mikä biomarkkereiden ryhmästä liittyy eniten PD:hen verrokkeihin verrattuna ja mikä näistä biomarkkereista liittyy eniten harjoitukseen ja PD:n etenemiseen (MDS-UPDRS-pisteet jaettuna diagnoosin jälkeisillä vuosilla) .

Hypoteesi 4: Markkerien joukosta tutkijat odottavat näkevänsä eron PwP:n ja kontrollien välillä seuraavissa: sytokiinit, antioksidanttientsyymit ja neurotrofiinit.

Hypoteesi 5: Markkerien joukosta tutkijat odottavat näkevänsä suurimmat muutokset ennen ja jälkeen korkeamman intensiteetin harjoittelua PwP:ssä seuraavissa asioissa: sytokiinit, antioksidanttientsyymit ja neurotrofiinit.