Effetti cardiovascolari dell'esercizio nei pazienti con malattia di Parkinson

La malattia di Parkinson (MdP) è associata a un controllo anormale del sistema cardiovascolare fino al 50% dei pazienti. La disfunzione autonomica cardiovascolare è il risultato di una regolazione anormale del sistema cardiovascolare da parte del sistema nervoso autonomo (ANS). Si manifesta come ipotensione ortostatica, ipertensione supina e può eventualmente comportare frequenza cardiaca e ritmo anormali, nonché risposte emodinamiche anormali all'esercizio. L'ipotensione ortostatica è un improvviso calo della pressione sanguigna (BP) a seguito dell'assunzione di una postura più eretta come alzarsi in piedi e può presentarsi come debolezza generalizzata, stordimento, "annebbiamento" mentale fino alla sincope. Inoltre, lo stress dell'esercizio può peggiorare la manifestazione di una disfunzione autonomica cardiovascolare asintomatica, con conseguente diminuzione del controllo dell'equilibrio che può rendere il paziente incapace di esercitare e/o predisporre il paziente a un rischio più elevato di cadute, ridotta capacità nelle attività della vita quotidiana (ADL) e confusione. Le cadute nei pazienti anziani, che costituiscono la maggioranza dei pazienti con PD, sono potenzialmente pericolose e invalidanti. Tuttavia, la risposta del sistema cardiovascolare non è nota né agli esercizi fisioterapici prescritti di routine né alle attività fisiche di routine dei pazienti con PD. Pertanto, a causa della mancanza di dati di ricerca sugli effetti di questi esercizi/attività, non è possibile determinare se alcuni componenti del trattamento fisioterapico di routine siano appropriati e sicuri per il paziente per quanto riguarda lo sviluppo o il peggioramento della disfunzione autonomica cardiovascolare. Lo stesso vale per alcune delle ADL del paziente che possono scatenare segni e sintomi di disfunzione autonomica cardiovascolare. I ricercatori, quindi, intendono indagare lo stesso.

Questa ricerca ha due parti: la fase 1 e la fase 2. Solo la fase 2 è uno studio controllato randomizzato. Gli obiettivi specifici relativi a ciascuna fase sono:

Fase 1 - Analizzare lo spettro delle disfunzioni cardiovascolari nei pazienti con PD -

• Come determinato dallo screening del riflesso autonomo; e
• In risposta alle diverse posture/attività/esercizi e all'uso di un bendaggio addominale.

Fase 2 - Indagare se il rafforzamento dei muscoli addominali può essere una strategia efficace per migliorare la capacità del sistema cardiovascolare di contrastare lo sviluppo di OH.

Fase 1:

Al momento dell'inclusione nello studio, deve essere intrapreso lo screening del riflesso autonomico di base. Questa selezione ha i seguenti componenti:

1. Quantitative Sudomotor Axon Reflex Test (QSART): Il QSART valuta l'assone sudomotore simpatico postgangliare, ovvero valuta la risposta delle cellule sudoripare che sono controllate dall'ANS all'acetilcolina (ACh). Per questo, la pelle del partecipante viene pulita e preparata in quattro siti. Quindi, ACh viene applicato in quei siti. Il movimento dell'ACh attraverso la pelle è facilitato dalla ionoforesi (utilizzando una corrente elettrica a bassa intensità di 2 mA).

   Le registrazioni vengono effettuate per 5 minuti con l'applicazione dello stimolo seguita da altri 5 minuti dopo la cessazione dello stimolo.

   Per i successivi 3 test nel test del riflesso autonomo, i partecipanti sono dotati di un dispositivo per la pressione sanguigna battito-battito e di un elettrocardiogramma a tre derivazioni (ECG).

2. Risposta della frequenza cardiaca alla respirazione profonda (HRDB) con il partecipante supino: viene registrata una linea di base di 1 minuto. Subito dopo, avranno luogo otto cicli respiratori consecutivi. Ogni ciclo respiratorio è costituito da fasi inspiratorie ed espiratorie massime di 5 secondi ciascuna. Viene fornito un feedback visivo per garantire la coerenza della respirazione. La procedura viene ripetuta dopo un periodo di riposo di 2 minuti.
3. Risposta BP battito-battito alla manovra di Valsalva: al partecipante, in posizione supina, viene chiesto di espirare dopo una profonda inalazione mantenendo una colonna di mercurio a 40 mm per 15 secondi mentre espelle l'aria attraverso un tubo con una perdita d'aria . La manovra viene ripetuta fino a quando non vengono raggiunti due battiti simili di PA e FC. Ogni manovra è separata da 3 minuti di riposo.
4. Head-up Tilt: il partecipante è assicurato a un tavolo inclinabile automatizzato. Una registrazione di 5 minuti di FC e BP viene ottenuta mentre il paziente è supino. Il tavolo viene inclinato lentamente a 70 gradi nel corso di 10 secondi (è simile all'alzarsi in piedi). I soggetti rimangono inclinati per 5 minuti o finché non viene soddisfatto uno dei criteri di arresto. La PA manuale in aggiunta alla PA automatica può essere misurata 1 minuto prima dell'inclinazione, a 1, 3 e 5 minuti durante l'inclinazione della testa e 1 minuto dopo l'inclinazione della testa. Tutti i parametri automatizzati vengono visualizzati su una console del computer. Le regole specifiche per l'interruzione sono 1) richiesta del paziente, 2) presincope e 3) rapido declino della pressione arteriosa sistolica in risposta al tilt. Se uno di questi viene soddisfatto, il paziente verrà riportato in posizione supina.

I cinque endpoint primari del test del riflesso autonomo sono:

1. volume totale di sudore su QSART;
2. Variazione HR su HRDB;
3. Rapporto di Valsalva durante la manovra di Valsalva;
4. Variazione delle risorse umane in risposta al tilt head-up; e
5. Variazione della pressione arteriosa in risposta all'inclinazione della testa in su. La gravità e la distribuzione della disfunzione autonomica saranno quantificate utilizzando il Composite Autonomic Severity Score (CASS).

La velocità del flusso sanguigno nell'arteria cerebrale media (MCA) e la perfusione corticale frontale/prefrontale saranno misurate mediante Doppler transcraniale (TCD) e spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso (fNIRS). Per TCD, una fascia in velcro con una sonda piatta verrà posizionata sulla testa del soggetto prima di eseguire qualsiasi test autonomico e le velocità del flusso sanguigno verranno registrate prima di qualsiasi test autonomico per 5 minuti. Dopo che il TCD è stato finalizzato, fNIRS verrà acquisito mentre il paziente esegue ogni manovra nel resto del protocollo. Il partecipante sarà sdraiato con le sonde fNIRS (due di emissione e quattro di rilevamento) posizionate sulla fronte. Le sonde sono tenute saldamente in posizione da un supporto che include un cinturino in velcro che avvolge la testa. Questa posizione della sonda fornirà sensibilità alla corteccia prefrontale, che è nota per essere attivata da attività di elaborazione delle informazioni. Per le seguenti manovre nel resto del protocollo, le sonde fNIRS saranno posizionate nella posizione C3 (cioè sopra la corteccia motoria primaria) secondo il sistema internazionale 10-20 per il posizionamento degli elettrodi EEG. fNIRS è un metodo ottico non invasivo che può essere utilizzato per rilevare l'attività corticale al capezzale. I sistemi fNIRS utilizzano la proprietà di assorbimento dipendente dalla lunghezza d'onda dell'emoglobina per monitorare i cambiamenti nella concentrazione cerebrale di ossi- e deossiemoglobina durante un compito funzionale [analogo alla risonanza magnetica funzionale (fMRI)]. Il rapporto tra ossi- e deossiemoglobina permette di stimare la perfusione corticale. I dati fNIRS integreranno le informazioni TCD. TCD fornisce informazioni sulla velocità del flusso MCA, permettendoci di stimare le velocità di flusso delle arterie piali, mentre fNIRS fornisce informazioni sui cambiamenti nella perfusione corticale e, quindi, sulla vasocostrizione delle arterie intraparenchima.

Successivamente, registreremo una storia retrospettiva di sei mesi di cadute. Per valutare e quantificare devono essere utilizzati Dizziness Handicap Inventory (DHI), Autonomic Symptom Profile (ASP), University of California Los Angeles Dizziness Questionnaire (UCLA-DQ), Orthostatic Hypotension Questionnaire (OHQ) e Orthostatic Discriminant and Severity Scale (ODSS) l'influenza della disfunzione autonomica, dell'ipotensione ortostatica e delle vertigini sulla vita del partecipante.

Al termine della suddetta valutazione di base del partecipante, il partecipante deve essere testato per le risposte cardiovascolari a diverse posture/attività/esercizi e all'uso di un legante addominale. Per questo, ai partecipanti sarà richiesto di sottoporsi a registrazione di BP, frequenza cardiaca (utilizzando ECG), analisi della velocità del flusso sanguigno nella MCA e perfusione corticale frontale/prefrontale (come descritto sopra) mentre eseguono uno/alcuni dei seguenti esercizi in qualsiasi sequenza o combinazione:

• Esercizio di respirazione profonda in posizione seduta su una sedia o in posizione eretta, con o senza apnea;
• Sedersi in piedi da una sedia e tornare in piedi sulla stessa sedia;
• Esercizio di elevazione della spalla e/o flessione-estensione del gomito tenendo una bottiglia d'acqua da 500 ml (piena) in ciascuna mano (in posizione eretta);
• Tandem walking (camminare su una linea retta dove le dita del piede posteriore toccano il tallone del piede anteriore ad ogni passo);
• Gamba singola in piedi (per ogni gamba);
• In piedi a gambe incrociate;
• Esercizio di ciclismo supino;
• Esercizio con bicicletta stazionaria;
• Esercizio di contrazione dei muscoli addominali; e
• Compressione dell'addome mediante un legante addominale. Un legante addominale è un indumento elastico aderente che viene utilizzato per la compressione della parete addominale. È disponibile in diverse dimensioni. Può essere utilizzato per sostenere i muscoli della parete addominale.

I partecipanti saranno sottoposti a esercizio in bicicletta supina / stazionaria per un massimo di 12 minuti al fine di produrre l'attivazione del SNA simpatico. La bicicletta stazionaria sarà adattata in base ai limiti dell'individuo a un carico di lavoro costante. Il carico di lavoro massimo sicuro sarà calcolato utilizzando la formula Karvonen/Heart Rate Reserve, secondo le linee guida attuali. Dopo un periodo di riscaldamento di 1 minuto con un carico di lavoro di 0 Watt, verrà aggiunto e mantenuto un carico di esercizio di 10 Watt/min per tutti i 12 minuti, a meno che non venga soddisfatto un aspetto dei criteri di arresto. Le regole specifiche per l'interruzione sono 1) richiesta del paziente, 2) rapido calo della pressione arteriosa sistolica e 3) decisione del ricercatore/membro del personale di interrompere l'esercizio per la sicurezza del partecipante.

Tutti i partecipanti devono completare la fase 1. Tuttavia, solo i partecipanti che presentano una disfunzione autonomica significativa devono procedere alla fase 2 dello studio.

Fase 2:

I pazienti identificati con disfunzione autonomica utilizzando lo screening del riflesso autonomico (nella fase 1) devono essere assegnati in modo casuale a uno dei due gruppi. I gruppi devono essere etichettati come gruppo "Esercizi di rafforzamento addominale" (sperimentale) e gruppo "Cura di routine" (controllo). I pazienti del gruppo sperimentale, oltre alle cure di routine, eseguiranno esercizi di rafforzamento addominale per tre mesi a casa loro e manterranno un foglio di registrazione degli esercizi, mentre i pazienti del gruppo di controllo continueranno con le cure di routine per i successivi tre mesi. Durante il follow-up a tre mesi, i pazienti di entrambi i gruppi saranno nuovamente sottoposti agli stessi test menzionati nella fase 1.

Gli esercizi di rafforzamento addominale coinvolgono i muscoli dell'addome. I muscoli addominali vengono contratti dopo che il partecipante assume posture diverse per una durata predeterminata e per un numero predeterminato di volte al giorno. I due gruppi devono essere confrontati per l'efficacia degli esercizi di rafforzamento addominale nella prevenzione dell'ipotensione ortostatica al test del riflesso autonomico dopo 3 mesi. Entrambi i gruppi devono inoltre essere confrontati mentre indossano fasce addominali durante un secondo test di inclinazione. Verrà registrata una storia di cadute di tre mesi e a tutti i partecipanti verrà chiesto di rispondere ai quattro questionari, ad es. DHI, ASP, OHQ e ODSS di nuovo.