Esercizio & Energetica cerebrale nel PD (EBEPD)

Il lavoro precedente ha studiato il legame tra la diminuzione dell'energia cerebrale (attraverso la disfunzione mitocondriale), sebbene un'indagine in vivo non sia mai stata fattibile a causa di vincoli tecnologici. Inoltre, un lavoro recente ha suggerito che l'esercizio fisico può aiutare a ridurre l'effetto della disfunzione mitocondriale. Ci sono quindi prove convincenti per studiare l'energetica cerebrale/la funzione mitocondriale in vivo, in salute, in diversi stadi della malattia e la relazione con l'esercizio. Sebbene tali misurazioni siano intrinsecamente difficili, una misura utile dovrebbe essere derivata dal rapporto tra il tasso metabolico cerebrale dell'ossigeno (CMRO2) e il tasso metabolico cerebrale del glucosio (CMRGlu), se vengono misurati simultaneamente. L'aspetto simultaneo delle due misurazioni è estremamente importante in quanto le variazioni diurne in CMRO2 possono arrivare fino al 20%, mentre quelle in CMRGlu fino al 38%. Fortunatamente, dati i recenti progressi nella tecnica di misurazione e nello sviluppo della strumentazione, tali studi stanno ora diventando possibili: CMRO2 può essere ottenuto utilizzando tecniche molto avanzate di risonanza magnetica funzionale (fMRI) con manipolazioni respiratorie, mentre CMRGlu può essere stimato mediante tomografia a emissione di positroni (PET) utilizzando il tracciante 18F-fluorodeossiglucosio (FDG-PET). Un rapporto inferiore al normale tra CMRO2 e CMRGlu accoppiato con una diminuzione di CMRGlu in qualsiasi area del cervello è considerato indicativo di un'energetica cerebrale localmente compromessa, correlata alla funzione mitocondriale alterata.

I ricercatori ipotizzano che (i) l'energia cerebrale, misurata come rapporto CMRO2/CMRGlu, sia alterata precocemente nella malattia di Parkinson (PD) rispetto ai controlli sani di pari età (HC) e continui ad essere alterata con il progredire della malattia; e (ii) l'esercizio fisico influenzerà positivamente le alterazioni dell'energia cerebrale nei soggetti PD.

Gli investigatori recluteranno fino a 30 soggetti PD che non sono esercizi abituali e fino a 10 soggetti PD che sono esercizi abituali. I 30 non atleti saranno sottoposti a un intervento di esercizio fisico supervisionato di sei mesi in gruppi, con scansioni PET/MRI prima e dopo. I 10 atleti verranno scansionati solo una volta (per confronti osservazionali con i non atleti al basale) e non subiranno l'intervento di esercizio. In uno studio separato, i ricercatori recluteranno fino a 30 HC da confrontare per confrontare le loro metriche energetiche cerebrali con quelle dei soggetti PD al basale per verificare l'ipotesi (i). Dei 30 non atleti, la metà verrà assegnata all'inizio dell'intervento di esercizio immediatamente dopo la scansione di base e l'altra metà avrà un inizio posticipato di sei mesi dell'intervento. Durante il ritardo, i soggetti eseguiranno esercizi passivi in ​​​​gruppi, per controllare l'interazione sociale e possibili effetti placebo. I confronti longitudinali dei non esercitanti prima e dopo l'intervento verificheranno l'ipotesi (ii).

Gli obiettivi di questo studio sono duplici: (i) investigare un meccanismo di inizio della malattia (funzione mitocondriale anormale e compromissione della bioenergetica cellulare), che potrebbe costituire un nuovo bersaglio terapeutico; e (ii) studiare gli effetti dell'intervento: mentre questo sarà uno studio pilota, che coinvolge regimi di esercizio limitati, qualsiasi conoscenza acquisita sull'impatto dell'esercizio sull'energetica cerebrale avrà un enorme impatto sulla progettazione di terapie neuroprotettive e trattamento personalizzato .