Formations aérobies sur les patients victimes d'AVC

Conception Le comité d'examen institutionnel d'un hôpital de soins tertiaires a approuvé l'étude (IRB n° 201600576A3). Un essai contrôlé randomisé a été réalisé chez des patients victimes d'AVC avec différents régimes d'exercice et était aveugle aux évaluateurs. L'étude a été menée d'août 2016 à juin 2018. Les participants ont été répartis au hasard dans les groupes MICT ou HIIT à l'aide d'un calendrier d'attribution caché généré par ordinateur. Tous les patients victimes d'AVC inclus ont reçu des programmes de rééducation traditionnels, y compris l'équilibre, l'amplitude des mouvements ou des exercices thérapeutiques, ainsi que 30 minutes supplémentaires supervisées à l'hôpital de MICT ou HIIT pendant 36 fois. Les données ont été recueillies par un évaluateur en aveugle avant la randomisation après avoir terminé les entraînements à l'exercice.

Participants Des patients victimes d'AVC, diagnostiqués par le neurologue, ont été interrogés. Les critères d'inclusion étaient listés comme suit : (I) ≥ 20 ans ; (II) accidents vasculaires cérébraux avec état clinique stable ≥ 3 mois ; (III) mini-examen de l'état mental (MMSE)> 24 ; (IV) pas de syndrome coronarien aigu. Ceux qui avaient un angor instable, une pression artérielle systolique> 200 mmHg ou une pression artérielle diastolique> 110 mmHg, une hypotension orthostatique symptomatique, une sténose aortique sévère (gradient de pression systolique de pointe> 50 mmHg, ou une zone d'ouverture de la valve aortique < 0,75 cm2), une maladie inflammatoire au cours des 3 derniers mois, troubles du rythme cardiaque non contrôlés, IC non compensée, bloc auriculo-ventriculaire du troisième degré, péricardite ou myocardite au cours des 3 derniers mois, maladie embolique au cours des 3 derniers mois, déplacement du segment ST ≥ 2 mm au repos et diabète non contrôlé (glycémie ≥ 300 mg /dL ou ≥ 250 mg/dL avec des corps cétoniques) n'étaient pas candidats à l'étude.

Les patients victimes d'AVC présentaient des contre-indications absolues au test d'effort cardiopulmonaire (CPET) et les activités aérobies, suggérées par l'American College of Sports Medicine (ACSM), ont également été exclues de l'étude. Ensuite, les participants éligibles ont été répartis au hasard dans les groupes MICT et HIIT. Les caractéristiques démographiques de base ont également été enregistrées. Tous les sujets ont donné leur consentement éclairé après que les procédures expérimentales aient été expliquées.

Test d'effort cardiopulmonaire (CPET) Les participants ont subi un test d'effort incrémentiel sur un vélo ergomètre (Ergoselect 150P, ergoline GmbH, Bitz, Allemagne) et l'examen a été effectué à un rythme de travail de 10 W/min avec une surveillance continue de la fréquence cardiaque, du sang brachial pression, et saturation artérielle en oxygène, jusqu'aux conditions d'arrêt décrites précédemment. La consommation d'oxygène (VO2) a été mesurée par un appareil de mesure cardiopulmonaire (MasterScreen CPX, CareFusion Corp., Hoechberg, Allemagne). Le pic de VO2, la ventilation minute (VE) et la production de dioxyde de carbone (VCO2) ont été définis comme la ligne directrice pour les tests d'effort suggérés par l'ACSM. Les réponses VE et VCO2, acquises depuis le début de l'exercice jusqu'aux valeurs maximales, ont été utilisées pour calculer la pente VE-VCO2 en utilisant la régression linéaire des moindres carrés. La pente d'efficacité d'absorption d'O2 (OUES), une estimation de l'efficacité de la consommation d'O2 pendant l'exercice, a été dérivée de la pente d'un tracé de logarithme naturel de VE vs VO2.

Mesures hémodynamiques cardiaques Un système de surveillance continue du débit cardiaque non invasif (NICOM, Cheetah Medical, Wilmington, Delaware) a été utilisé pour évaluer la réponse hémodynamique cardiaque à l'exercice, qui analyse le déphasage (ΔΦ) créé par le courant électrique alternatif à travers la poitrine du sujet comme décrit dans notre précédente étude.

Mesures hémodynamiques cérébrales Deux paires de sondes de spectroscopie proche infrarouge (NIRS) (Oxymon, Artinis, The Netherland) ont été attachées aux zones frontales bilatérales de chaque sujet inclus pendant le CPET. La loi de Beer-Lambert a été appliquée pour mesurer l'absorption de la lumière à travers chaque paire de détecteurs NIRS reflétant les changements d'oxyhémoglobine ([O2Hb]) et de désoxyhémoglobine ([HHb]) dans le cortex frontal pendant l'exercice. La quantité totale d'Hb ([THb]) a été calculée comme la somme de [O2Hb] et [HHb], et a été utilisée comme indice de variation du volume sanguin dans le cortex frontal. Les différences d'oxygénation tissulaire (Δ[O2Hb] et Δ[HHb]) et de débit sanguin régional (Δ[THb]) entre les cortex frontaux impliqués et non impliqués (impliqués-non impliqués) ont été utilisées pour estimer les effets de différents régimes d'exercice sur l'oxygénation des tissus cérébraux et le flux sanguin régional.

Qualité de vie liée à la santé La qualité de vie a été mesurée par le questionnaire Short Form-36 Health Survey (SF-36), et un mini-examen de l'état mental (MMSE) a été utilisé pour évaluer la qualité de vie et les fonctions cognitives des participants.

Protocoles d'entraînement à l'exercice Les sujets inclus ont subi 36 fois un entraînement supervisé en milieu hospitalier (2-3 séances/semaine) sur un vélo ergomètre (Ergoselect 150P, Allemagne) comme notre protocole précédent.15 L'entraînement comprenait un échauffement à 30 % de VO2peak pendant 3 min, suivi d'un MICT (60 % de VO2peak) ou HIIT (cinq intervalles de 3 min à 80 % de VO2peak et chaque intervalle séparé par un exercice de 3 min à 40 ans). % de VO2peak) pendant 30 min, puis un refroidissement à 30 % de VO2peak pendant 3 min. La formation a pris fin lorsque le sujet présentait des symptômes/signes suggérés par les directives de l'ACSM.

Préparation du sérum Une quantité de 20 ml de sang frais a été prélevée sur tous nos sujets avant et après l'entraînement physique. Les échantillons ont été centrifugés à 2500 tr/min pendant 5 min à température ambiante, et le sérum supérieur a été conservé pour la culture cellulaire et la mesure des taux sériques de BDNF.

Mesure des taux sériques de BDNF Les niveaux de BDNF ont été évalués avant et après les entraînements d'exercices aérobiques. Du sérum préparé de 100 µL a été ajouté dans chaque puits revêtu de l'anticorps de capture de BDNF humain dans un kit ELISA (enzyme linked immunoassay) à deux sites en sandwich en phase solide (BioVision Inc., Milpitas, CA). Le niveau de BDNF a ensuite été déterminé par le lecteur de microplaques (SpectraMax M3, Molecular Devices LLC, San Jose, CA).

Culture cellulaire et test de croissance des neurites Des cellules neuroblastiques de rat (lignée cellulaire PC-12) ont été cultivées dans du milieu d'Eagle modifié de Dulbecco (DMEM) additionné de 7,5 % de sérum de patient (avant et après l'entraînement physique), 7,5 % de sérum de cheval (HS), 100 unités /ml de pénicilline et 100 mg/L de streptomycine.

Un total de 100 000 cellules ont été étalées pendant une nuit sur des boîtes de 35 mm recouvertes de poly-DL-lysine. Après privation de sérum dans du DMEM contenant 2 % de HS pendant 12 à 18 h, les cellules ont été traitées avec 50 ng/ml de NGF pendant le temps indiqué. Des changements morphologiques ont été observés à l'aide de la microscopie confocale Leica TCS SP8 7 jours après la mise en culture avec des sérums de patients avant et après l'entraînement physique. Le pourcentage de cellules avec des neurites d'au moins un diamètre de corps cellulaire en longueur a été déterminé dans cinq champs indépendants de chaque plaque.

Taches fluorescentes Des cellules (100 000) ont été inoculées dans chaque puits de la lame à huit chambres (lame Millicell EZ, Millipore Corp., Billerica, MA) et ont été incubées dans les sérums pré et post-MICT ou HIIT pendant 12 h. Une coloration vive de Mitotracker (Invitrogen corp., Carlsbad, CA) a été utilisée pour observer les mitochondries dans les cellules neuroblastiques traitées avec des sérums des différents statuts ci-dessus. Les cellules ont été colorées avec des anticorps monoclonaux primaires de lapin anti-⍺-tubuline (Cell Signaling Technology Inc., Boston, MA). L'IgG anti-lapin AffiniPure Goat conjugué à l'isothiocyanate de fluorescéine (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA) a été utilisé comme anticorps secondaire. Les noyaux ont été contre-colorés avec un milieu de montage (Vector Laboratories Inc., Burlingame, CA) contenant du 40,6-diamidino-2-phénylindole. Les cellules colorées ont été examinées avec un examen microscopique confocal (Leica TCS SP8, Leica Microsystems Inc., Buffalo Grove, IL).

Analyse statistique Le test Chi-carré a été effectué pour comparer les différences de paramètres non paramétriques entre les deux groupes. Le test Mann-Whitney U a été utilisé pour évaluer les différences d'âge, de durée d'AVC, d'indice de masse corporelle (IMC), de changements de capacité d'exercice, de changements d'oxygénation cérébrale ainsi que de volume sanguin régional, de changements de niveaux de BDNF et de changements de comportements cellulaires entre les deux groupes. Les différences de changements au sein du groupe dans les données numériques ont été évaluées par le test de rang signé de paires appariées de Wilcoxon. Les relations entre les changements des paramètres cliniques mesurés après l'entraînement physique et les informations cliniques ont été analysées par corrélation de Pearson. Une valeur p < 0,05 a été considérée comme une signification statistique.