Cognition, Flavonoïdes, Exercice, Microbiome intestinal

Cet essai clinique randomisé (ECR) est conçu pour étudier l'effet d'une ingestion de myrtilles pendant 12 semaines (52 g de poudre lyophilisée par jour, équivalent à 2 tasses de myrtilles fraîches par jour) avec ou sans marche rapide (cinq séances supervisées de 45 minutes par jour). semaine) sur la fonction cognitive chez des participants adultes âgés en bonne santé. Un objectif important est de déterminer si ce bénéfice potentiel est médié par des modifications du profil du microbiome intestinal et une augmentation des composés phénoliques dérivés de l'intestin. Les participants adultes plus âgés (n = 240, avec un objectif de 200 personnes ayant terminé toutes les procédures) seront randomisés dans l'un des quatre groupes : marche aux myrtilles, étirements aux myrtilles, marche placebo et étirements placebo. Les suppléments de myrtille et de poudre placebo seront ingérés selon des procédures en double aveugle. Des échantillons de sang, d'urine et de selles seront prélevés avant l'étude, puis à nouveau après 6 et 12 semaines. La fonction cognitive et la condition cardiorespiratoire seront mesurées aux mêmes moments. Les participants seront évalués pour la vitesse de traitement, la mémoire épisodique, la mémoire de travail et une attention soutenue à l'aide de la batterie d'évaluation des tests neuropsychologiques de Cambridge (CANTAB, Cambridge Cognition, Ltd) (laboratoire du Dr Carol Cheatham, UNC Chapel Hill). Les échantillons d'urine seront analysés pour les métabolites phénoliques dérivés de l'intestin via un tandem de chromatographie liquide MS/MS (laboratoire du Dr Mary Ann Lila, NCSU). Des profils taxonomiques et fonctionnels issus du séquençage métagénomique des échantillons de selles seront acquis (UNC Chapel Hill).

Recrutement. Les participants adultes âgés en bonne santé (240 pour commencer, 200 pour terminer) seront recrutés dans la région métropolitaine de Charlotte, Caroline du Nord. Des participants masculins et féminins en bonne santé, non fumeurs et physiquement inactifs (ciblant 65 à 85 ans, IMC inférieur à 35) présentant des changements cognitifs seront sélectionnés qui correspondent aux critères d'inclusion et d'exclusion.

Conception. Cette étude utilisera une conception de recherche en groupe parallèle, randomisée, en double aveugle, contrôlée par placebo, avec des participants (60) affectés à l'un des 4 bras pour la période d'essai de 12 semaines : myrtille et marche ; myrtille et étirements; placebo et marche ; placebo et étirements.

Programmer la VISITE DE TESTS EN LABORATOIRE N° 1 : Orientation et consentement/Tests cognitifs de base (environ 2 heures).

A. ORIENTATION ET CONSENTEMENT (15 min) : Les participants potentiels à l'étude répondant aux messages de recrutement se présenteront à l'AppState Human Performance Lab à une heure assignée. Les procédures d'étude seront expliquées en détail par le directeur de recherche (Dr. Camila Olson, Human Performance Lab, HPL) pendant le processus de consentement. Les sujets signeront volontairement le formulaire de consentement.

B. MoCA (5 min) : Les participants se présenteront au laboratoire du Dr Cheatham (UNC Chapel Hill, Nutrition Research Institute, NCRC) où ils subiront des tests cognitifs à l'aide du MoCA. Les participants seront testés pour le déclin cognitif à l'aide du Montreal Cognitive Assessment (MoCA). MoCA se compose de huit sections pour tester la mémoire de rappel, la fonction exécutive, l'attention, l'orientation, l'abstraction, les compétences visuospatiales et la dénomination. Un léger déclin cognitif sera défini comme un score de 1 à 1,5 SD en dessous de la norme sur le MoCA. Ce critère a été utilisé dans des travaux antérieurs au NCRC avec beaucoup de succès (PMID : 36066009). Ceux qui obtiennent un score inférieur au seuil de 1,5 SD seront référés à leur médecin de famille. Les sujets dont le score se situe à moins de 1 SD de la norme ne seront pas autorisés à participer à l'étude et seront dispensés de toute participation ultérieure. C. CANTAB (30 min) : Les sujets qualifiés pour l'étude selon les critères du MoCA seront testés davantage au laboratoire de Cheatham pour la fonction cognitive à l'aide de la batterie d'évaluation des tests neuropsychologiques de Cambridge (CANTAB, Cambridge Cognition, Ltd). Le CANTAB est un instrument standardisé et informatisé avec saisie automatisée des données. Les participants seront évalués pour leur vitesse de traitement, leur mémoire épisodique, leur mémoire de travail et leur attention soutenue. Le CANTAB a été validé pour l'évaluation du déclin cognitif et sera utilisé pour valider les résultats des autres évaluations. La collection de sous-tests CANTAB choisie (voir ci-dessous) a été conçue à Cambridge pour évaluer le déclin cognitif et s'est révélée sensible à la détérioration des capacités cognitives, même à court terme. La réalisation des 5 sous-tests nécessite environ 30 minutes. Les tâches sont réalisées sur un ordinateur à écran tactile. Sous-tests du CANTAB à inclure dans la batterie : Tâche de contrôle moteur - pour familiariser le participant avec l'écran tactile ; Traitement rapide de l'information visuelle – test d'attention visuelle soutenue ; Apprentissage associé en binôme - test de mémoire et d'apprentissage ; Temps de réaction - test du temps de réaction simple et choisi ; Mémoire de travail spatiale - test de rétention d'informations spatiales.

D. ERP (30 min) : Les sujets seront également évalués à l'aide de procédures électrophysiologiques (ERP) dans le laboratoire de Cheatham. Pour collecter des données ERP, le participant sera équipé d'un réseau de capteurs géodésiques (GSN ; Electrical Geodesic, Inc.) composé d'un réseau de 128 capteurs. Le GSN est facile à appliquer, confortable et relativement non invasif. Le GSN est composé de capteurs Ag/AgCl dans une structure de tension géodésique à sangles élastiques. La tête du participant est mesurée pour s'assurer que le filet approprié est utilisé et pour marquer le cuir chevelu au sommet pour un placement correct du filet. Le GSN est trempé dans une solution de chlorure de potassium et d’eau tiède.

L'excès de solution est retiré du filet afin qu'il ne coule pas dans les yeux du participant. Le filet est soigneusement tendu sur la tête du participant en faisant correspondre l'électrode vertex à la marque vertex et les électrodes auriculaires aux points pré-auriculaires. La jugulaire et les sangles de tension latérales sont serrées et les capteurs sont tous vérifiés pour s'assurer qu'ils sont perpendiculaires et en contact avec le cuir chevelu. L'application de la moustiquaire ne nécessite qu'environ 5 minutes et est bien tolérée. Une photo sera prise de l'emplacement du filet et les impédances seront ensuite vérifiées. Tous les capteurs qui ne lisent pas bien sont ajustés et une petite quantité de solution électrolytique est appliquée sur l'éponge du capteur à l'aide d'une pipette. Lorsque les impédances sont dans les limites acceptées, le participant sera assis devant le moniteur dans la salle des participants (séparée de la salle de contrôle). Une caméra, synchronisée sur les données acquises, enregistrera le participant lors de la présentation des images. À l'aide du système de suivi oculaire Smart-Eye, nous collecterons des informations sur la direction du regard et les clignements des yeux. Ce système est le seul système sur le marché à offrir un EEG à réseau dense intégré et un suivi de la tête et des yeux à distance pour relier l'attention, le temps passé à la tâche, la pupillométrie et les clignements des yeux à l'EEG en cours. Les données seront enregistrées en continu et enregistrées dans des fenêtres autour de la présentation des stimuli hors ligne. Une fois le filet en place, le participant participera aux trois tests cognitifs. Pour la tâche de mémoire de travail n-back, les participants regarderont une série de lettres apparaître sur l'écran de l'ordinateur et appuieront sur un bouton lorsque la cible sera détectée. La cible dans une tâche à 2 retours est identifiée comme une lettre qui correspond à la lettre qui est apparue avant-dernière lettre (2-back). Les lettres qui ne correspondent pas à la définition ne nécessitent aucune réponse. Il a été démontré que l’utilisation de cette tâche permet de prédire ceux dans lesquels le déclin cognitif sera rapide. Pour évaluer la composante négative de l'inadéquation visuelle du N200 (attention), le participant sera invité à se concentrer sur le centre de l'écran. Avec un rapport de 16 : 1 : 1 (normes : cibles : déviants), l'ordinateur parcourra la tâche de manière aléatoire. Lorsqu'une cible définie apparaît, le participant appuiera sur le bouton. Tous les autres stimuli ne nécessitent pas de réponse. Cette tâche nécessite une concentration attentionnelle pointue et s’est avérée sensible à de légers troubles cognitifs.

E. Questionnaires sur le stress (15 min) : les sujets rempliront des questionnaires qui évaluent l'anxiété et les événements stressants de la vie.

F. Questionnaires et kits du Human Performance Lab (15 min) : les sujets retourneront au Human Performance Lab et rempliront une enquête sur l'activité physique (International Physical Activity Questionnaire, IPAQ) et le questionnaire médical sur la santé (MHQ). Les sujets recevront (du Dr Olson) un relevé alimentaire de 3 jours, un kit de collecte de selles et le kit de collecte d'urine de 24 heures, avec des instructions complètes (voir documents joints). L'enregistrement alimentaire en 3 jours sera complété les jeudi, vendredi et samedi avant la visite de laboratoire n°2. Des échantillons d'urine et de selles seront prélevés la veille de la visite de laboratoire n°2. Les sujets recevront des dates/heures pour des visites de laboratoire supplémentaires.

VISITE DE TESTS EN LABORATOIRE N°2 : Tests de condition physique préalables à l'étude et prélèvement d'échantillons, et initiation de la supplémentation en myrtille/placebo (1,5 h).

A. ÉCHANTILLONS DE SANG, D'URINE ET DE SELLES : Environ une semaine après la visite de laboratoire n° 2, les participants se présenteront au HPL le matin à jeun pendant la nuit aux heures qui leur sont assignées. Les participants remettront leurs relevés alimentaires de 3 jours, ainsi que leurs échantillons de selles et d'urine de 24 heures. Des échantillons de sang (maximum de 35 ml) seront prélevés dans une veine du bras par un phlébotomiste qualifié pendant que les participants sont assis.

B. COMPOSITION CORPORELLE : La taille et le poids seront mesurés à l'aide d'un stadiomètre et d'une balance à poutre. L'analyseur de composition corporelle seca Medical (mBCA) (Hanover, MD) sera utilisé pour mesurer la composition corporelle via BIA en 8 points tandis que les participants se tiennent debout sur des électrodes pieds nus et saisissent les électrodes avec les deux mains sur les rails latéraux. Le seca mBCA fournit plusieurs mesures intéressantes, notamment la masse grasse, la masse maigre, la masse musculaire squelettique, la graisse viscérale, l'eau corporelle totale et l'eau extracellulaire.

C. TEST D'EXERCICE GRADÉ : Les participants seront testés pour leur capacité aérobie maximale (VO2max) lors d'un test gradué sur tapis roulant avec le chariot métabolique Cosmed CPET. Les participants s'échaufferont d'abord sur le tapis roulant pour démontrer qu'ils peuvent marcher librement sur le tapis roulant. Les participants marcheront contre une charge de travail progressivement croissante (protocole Bruce) jusqu'à ce que l'effort maximal soit atteint et que le participant arrête volontairement de faire de l'exercice. Le principal critère de jugement est le pic de VO2 ou les millilitres d’oxygène pouvant être consommés pour chaque kilogramme de masse corporelle lors d’un effort maximal. Le système métabolique Cosmed CPET (Rome, Italie) sera attaché via un masque facial au participant pour une mesure continue des facteurs métaboliques (consommation d'oxygène, fréquence de ventilation, fréquence respiratoire, rapport d'échange respiratoire). Un moniteur de fréquence cardiaque pectoral fournira la fréquence cardiaque en battements par minute. L'évaluation de l'effort perçu (RPE) sera évaluée à l'aide d'une échelle de 6 à 20. Les données seront enregistrées à la fin de chaque étape de 3 minutes et au point d'effort maximal, et les changements sous-maximaux/maximaux avant et après 12 semaines d'entraînement seront utilisés comme critères pour évaluer les changements dans la condition cardiorespiratoire. La prescription d'exercices aérobiques pour le programme d'entraînement de 12 semaines sera basée sur la fréquence cardiaque maximale (FCM) et la fréquence cardiaque au repos (RHR) mesurées lors des tests de base. Les procédures de test et de sécurité seront sous la direction de l'IRB pour les participants âgés en bonne santé, et le médecin de l'étude assurera la supervision des procédures de test.

D. SUPPLÉMENTS : Chaque participant recevra un approvisionnement de 6 semaines en sachets scellés sous vide de poudre de myrtille sauvage lyophilisée codée ou d'un placebo (52 g par jour). La poudre lyophilisée de bleuet sauvage nain sera fournie par la Wild Blueberry Association of North America, Old Town, ME et lyophilisée par FutureCeuticals (Momence, IL). La poudre de myrtille placebo assortie de fibres et de glucides sera développée par le NCSU en utilisant une formule issue d'études précédentes : arôme et arôme de myrtille (8,9 %), colorant (1,05 % de laque violette, 0,75 % de laque rouge, 0,45 % de laque bleue 2, 0,03 % colorant rouge, 0,008 % colorant bleu 2), glucose (32 %), fructose (35,5 %), acide citrique (0,77 %), cellulose (15 %), fibrosol-2 (1,8 %), gomme xanthane (1 %). pectine (1,09%) et silice (0,99%). Les poudres de myrtille et de placebo seront conditionnées au NCRC NC Food Innovation Lab. Les participants seront informés que les poudres de myrtille ou de placebo doivent être conservées au congélateur dans les sachets fournis jusqu'à utilisation. Des instructions seront fournies pour consommer les suppléments en doses fractionnées (la moitié au petit-déjeuner et l'autre moitié au déjeuner) mélangées à des boissons, du yaourt ou d'autres aliments. Si un participant à l'étude ne prend pas la dose de supplément un jour ou deux donnés, il lui sera demandé d'ajouter 1 sachet supplémentaire par jour jusqu'à ce qu'il revienne dans les délais. Les participants à l'étude contacteront le responsable de la recherche (ASU-NCRC@appstate.edu) s'ils ne consomment pas le supplément pendant 3 jours ou plus, et discutez s'ils souhaitent ou non abandonner l'étude. La conformité au régime de supplémentation sera évaluée au moyen de messages électroniques réguliers et d'un décompte des paquets retournés aux 6 et 12 semaines.

VISITES DE TESTS DE LABORATOIRE n° 3, 4 et n° 5, 6 Ces mêmes procédures de base seront répétées après 6 et 12 semaines, sauf que les visites n° 3 et n° 5 n'impliqueront pas les sujets passant par le processus de consentement et remplissant le questionnaire médical de santé. , et cette visite n°6 n'inclura pas de fournir aux sujets des paquets de suppléments supplémentaires.

ESSAI CLINIQUE ALÉATOIRE DE 12 SEMAINES : 60 SÉANCES DE FORMATION AU CAMPUS DE RECHERCHE DE CAROLINE DU NORD (NCRC, Kannapolis, Caroline du Nord)

• Les participants participeront à des séances d'activité physique supervisées (5 SÉANCES PAR SEMAINE, 45 MIN PAR SÉANCE) et consommeront 52 grammes par jour de poudre de myrtille lyophilisée ou de placebo.
• Les participants participeront à 45 minutes d'exercices supervisés par jour (marche rapide avec des moniteurs de fréquence cardiaque ou exercices d'étirements non aérobiques au sol) pendant 5 jours par semaine pendant une période de 12 semaines. Les séances d'exercices se dérouleront en petits groupes sous supervision. Les superviseurs des exercices seront formés en RCR et un appareil DEA sera situé à la porte du laboratoire de performance humaine (dans le bâtiment adjacent à l'anneau de marche).
• Les séances de marche se dérouleront en extérieur sous surveillance sur la piste du NCRC. La fréquence cardiaque d'entraînement et la distance totale parcourue seront enregistrées. Les jours de mauvais temps, les sujets marcheront à l'abri (parking du NCRC) ou sur des tapis roulants dans le laboratoire de performance humaine.
• La fréquence cardiaque pendant les séances d'activité physique sera surveillée avec un FitBit Inspire. Les marcheurs augmenteront progressivement l'intensité avec un objectif de 60 % de la réserve de fréquence cardiaque (sur la base des données du test d'effort progressif).
• Le programme d'étirements sera supervisé et réalisé au Human Performance Lab sur des tapis. La séance débutera par 5 à 10 minutes d'échauffement d'activité légère (par exemple, marche facile avec gymnastique légère). Après l'échauffement, les participants effectueront 8 à 10 exercices d'étirement par séance sous la direction d'un superviseur d'exercices. Chaque exercice d'étirement sera effectué pendant 10 à 30 secondes au point de léger inconfort. L'exercice de flexibilité sera répété pendant deux à quatre répétitions, les participants visant un temps d'étirement total de 60 secondes par exercice de flexibilité (par exemple, quatre étirements de 15 secondes). Les superviseurs d'exercices fourniront une orientation complète sur les exercices d'étirement au cours de la première séance.
• Deux cohortes primaires (40 chacune, groupes de marche et d'étirement) seront programmées chaque semestre pendant une période de 3 mois (de septembre à novembre et de février à avril) pendant une période de 3 ans. Sur les 240 participants inscrits à l'étude chaque année, 200 devraient réussir toutes les phases. La rétention sera maximisée par un contact régulier avec les participants lors de séances d'exercices supervisées et par des messages électroniques réguliers. Trois horaires de séances d'exercices seront proposés chaque jour de la semaine de travail (7h00, 9h00, 16h00). Si les participants manquent une séance d'exercices, il y aura des opportunités hebdomadaires d'assister à des séances de rattrapage (samedi matin). Si un participant à l'étude manque 3 jours ou plus d'entraînement physique, le responsable de recherche contactera le participant et discutera s'il souhaite ou non abandonner l'étude.