Esercizio negli anziani a rischio di diabete di tipo 2

Gli effetti dell'esercizio sulla cognizione e sulla struttura cerebrale negli anziani a rischio di diabete di tipo 2: uno studio di risonanza magnetica 3T

Obiettivi/domande di ricerca:

In questo studio le domande di ricerca includevano:

1. L'allenamento di resistenza bisettimanale ha un impatto sulla funzione cognitiva rispetto agli esercizi di equilibrio e tono negli anziani a rischio di diabete?
2. L'allenamento di resistenza può modificare la struttura e il volume del cervello in varie strutture cerebrali, in particolare l'ippocampo, rispetto all'allenamento di equilibrio e tono (controllo) negli anziani a rischio di diabete?

Ipotesi:

1. 6 mesi di allenamento di resistenza miglioreranno la funzione cognitiva negli anziani a rischio di diabete rispetto all'allenamento di equilibrio e tono. Prevediamo di vedere miglioramenti significativi nella funzione esecutiva nel gruppo addestrato alla resistenza rispetto al gruppo di equilibrio e tono.
2. 6 mesi di allenamento di resistenza preservano la struttura e il volume dell'ippocampo negli anziani a rischio di diabete rispetto agli esercizi di equilibrio e tono.

Progetto:

Studio controllato randomizzato di 6 mesi, studio in singolo cieco Bracci: 1) Sperimentale: allenamento di resistenza (RT) 2) Controllo: allenamento Balance-and-Tone (BAT)

Metodologia:

Screening: i partecipanti completeranno lo screening iniziale per telefono. Ai partecipanti interessati verrà inviata la lettera di informazioni (via e-mail o metodo preferito) per ottenere informazioni più dettagliate sullo studio. Coloro che sono idonei verranno programmati per entrare in laboratorio per le valutazioni di base.

Valutazioni di base: saranno completati i seguenti questionari/test/valutazioni. I partecipanti possono rifiutare uno o tutti i test o possono scegliere di non rispondere a nessuna delle domande. Se scelgono di non rispondere a una domanda o di completare un test necessario per confermare l'idoneità, saranno esclusi dal resto dello studio.

Randomizzazione: una volta che i partecipanti completano tutte le valutazioni di base, verranno assegnati in modo casuale a uno dei due gruppi utilizzando un generatore di numeri casuali. Tutti i partecipanti hanno pari possibilità di entrare nei 2 gruppi.

Il tempo totale per completare le valutazioni di base in laboratorio (esclusa la risonanza magnetica; MRI) sarà da 2 a 2,5 ore.

1. Questionario demografico di base: verrà utilizzato per caratterizzare il nostro campione.
2. Indice di comorbidità funzionale (FCI): un elenco di 18 voci di diagnosi utilizzate per determinare le comorbidità.
3. Questionario sul sonno: determina la qualità e la quantità del sonno nell'arco di un mese e in particolare la notte precedente.
4. Activity-Specific Balance Scale (ABC): un questionario self-report di 16 voci utilizzato per valutare l'equilibrio e la mobilità funzionale. I partecipanti valutano la loro fiducia nell'equilibrio nella loro capacità di svolgere le attività quotidiane.
5. The Lawton Instrumental Activities of Daily Living (IADL): un questionario di autovalutazione utilizzato per valutare le capacità di vita indipendente.
6. Physical Activity Scale for the Elderly (PASE): utilizzata per misurare il livello di attività fisica auto-riferita e consiste in 12 domande sull'attività quotidiana legata al tempo libero, alla famiglia e al lavoro.
7. Il Canadian Diabetes Risk Questionnaire (CANRISK): un questionario self-report di 12 voci utilizzato per determinare se i partecipanti sono ad alto rischio di avere pre-diabete o diabete di tipo II.
8. Questionario sul diabete: un questionario per determinare il rischio di diabete.
9. Scala della depressione geriatrica: un questionario di 15 voci utilizzato per testare la presenza di depressione. Se si sospetta depressione, il Primary Investigator (PI) si assicurerà che al partecipante venga fornita una copia del questionario e consiglierà al partecipante di fissare un appuntamento con il proprio medico di famiglia per discutere i risultati.
10. Indagine in forma breve a 12 voci (SF-12): indagine autodichiarata sulla salute.
11. Test del cammino di sei minuti: utilizzato per valutare la capacità aerobica. I partecipanti camminano alla loro solita velocità per un totale di 6 minuti nel corridoio fuori dal nostro laboratorio. Viene registrata la distanza totale percorsa in metri.
12. Test Timed Up and Go (TUG): utilizzato per valutare la mobilità. I partecipanti sono seduti su una sedia e devono alzarsi in piedi, percorrere una distanza di 3 metri al loro ritmo abituale, girarsi, tornare alla sedia e sedersi di nuovo. Il tempo per completare ciascuna delle due prove separate viene registrato in secondi.
13. Short Physical Performance Battery (SPPB): utilizzata per valutare la velocità dell'andatura, l'equilibrio e la funzione fisica degli arti inferiori utilizzando attività che imitano le attività quotidiane; include tre attività: attività di equilibrio in piedi, attività di velocità di camminata e prova di posizione su sedia.
14. Storia delle cadute: utilizzata per valutare la mobilità e il rischio di cadute.
15. Massimo di una ripetizione (1RM): una misura fisica della forza muscolare massima di un individuo durante una singola ripetizione e viene utilizzata per determinare il carico desiderato per l'allenamento di resistenza. L'esercizio include leg press, pulldown latissimus, leg curl, chest press, curl bicipiti, estensioni tricipiti e pulley row.
16. Compito touchscreen PAL (Paired Associative Learning): utilizzato per testare l'apprendimento e il ricordo di tre oggetti associati a una posizione spaziale corretta sullo schermo.
17. Attività Trail Unique-Non-Matching-Location (TUNL): si tratta di un'attività di memoria spaziale funzionante che prevede la selezione di uno stimolo diverso (non corrispondente) rispetto allo stimolo presentato sullo schermo dopo un periodo di ritardo. Gli stimoli sono presentati in luoghi distanti o vicini tra loro per sfidare la memoria spaziale.
18. Attività touchscreen con rapporto progressivo (PR): questa attività verifica la motivazione e l'attenzione e prevede di toccare ripetutamente uno stimolo quadrato al centro dello schermo per ottenere punti in una singola prova. Il numero di tocchi richiesti per i punti aumenta su una scala a rampa, che inizia con un tocco e poi aumenta di quattro in ogni prova successiva. Se il partecipante smette di rispondere per 5 minuti, l'attività si interrompe e viene registrato il punto di interruzione (arresto).
19. Mini-Mental Status Examination (MMSE): utilizzato come strumento di screening per il deterioramento cognitivo. Questo test di 11 item valuta la funzione cognitiva globale nei domini di orientamento, registrazione, attenzione e calcolo, richiamo e linguaggio. Il punteggio massimo è 30.
20. Montreal Cognitive Assessment (MoCA): utilizzato come strumento di screening per il lieve deterioramento cognitivo. Questo test valuta le capacità cognitive nei domini dell'attenzione e della concentrazione, delle funzioni esecutive, della memoria, del linguaggio, delle abilità visuocostruttive, del pensiero concettuale, dei calcoli e dell'orientamento. Il punteggio massimo è 30.
21. Alzheimer's Disease Assessment Scale Cognitive Subscale 11 (ADAS-Cog-11): test con 11 compiti che misurano varie funzioni cognitive (memoria, linguaggio, prassi, attenzione). Ampiamente utilizzato negli studi clinici per valutare la disfunzione cognitiva e il morbo di Alzheimer.
22. Trail Making Test (TMT): Utilizzato per valutare la funzione esecutiva nelle aree dell'attenzione visiva (Parte A) e del set-shifting (la capacità di spostare l'attenzione tra un compito e l'altro; Parte B). Il tempo per completare questo test è registrato in secondi.
23. Stroop: utilizzato per valutare la funzione esecutiva nelle aree di attenzione selettiva, velocità di elaborazione e flessibilità cognitiva. Il tempo per completare questo test è registrato in secondi.
24. Digit Span: utilizzato per valutare la memoria di lavoro. I partecipanti sono tenuti a memorizzare e richiamare una serie di elenchi di numeri sia avanti che indietro.
25. Esami del sangue: raccoglieremo campioni di sangue per testare l'emoglobina glicata e i livelli di glucosio a digiuno per determinare lo stato del diabete (pre-diabete, diabete) e i biomarcatori della salute del cervello (fattore neurotrofico derivato dal cervello, fattore di crescita simile all'insulina 1). Il sangue verrà prelevato nel laboratorio di salute degli esercizi. I prelievi di sangue saranno eseguiti dall'infermiera registrata (RN) Arlene Fleischhauer nel laboratorio del co-investigatore (Co-I) Kevin Shoemaker o dalla nostra studentessa di ricerca qualificata, Olivia Ghosh-Swaby.
26. Questionario sulla preparazione all'attività fisica (PAR-Q): i ricercatori forniranno questo modulo che dovrà essere compilato dal proprio medico di famiglia e restituito. Il modulo delinea il programma di esercizi nello studio al medico di famiglia in modo che possa consigliare in modo appropriato.

Modulo di screening MRI: utilizzato per verificare l'idoneità alla scansione MRI. La scansione MRI verrà eseguita presso il Center for Functional and Metabolic Mapping presso il Robarts Research Institute.

La scansione di un'ora sarà composta da quanto segue:

1. Scansione MRI strutturale 3Tesla (3T) (T1) per esaminare le immagini della struttura cerebrale rispetto alle immagini strutturali specifiche del soggetto.
2. Connettività funzionale allo stato di riposo per esaminare l'attivazione nella rete dello stato di riposo.

Intervento di esercizio: le lezioni di esercizio si svolgeranno due volte a settimana per 26 settimane (6 mesi). Le lezioni saranno di gruppo, con un massimo di 5 partecipanti per classe. Tutte le lezioni dureranno 1 ora in totale - 10 minuti di riscaldamento, 40 minuti di esercizi principali, 10 minuti di defaticamento. I leader di classe saranno presenti durante tutte le lezioni per monitorare i partecipanti per mancanza di respiro, tecnica corretta e per ridurre eventuali rischi/pericoli durante le lezioni di ginnastica. Questo protocollo è stato ampiamente utilizzato dal PI (Liu-Ambrose et al., 2010; Liu-Ambrose et al., 2012; Nagamatsu et al., 2012; Nagamatsu et al., 2013).

ALLENAMENTO DI RESISTENZA: gli esercizi saranno completati nel laboratorio di esercizi di Kevin Shoemaker nell'edificio di scienze della salute. I partecipanti utilizzeranno le macchine per pesi programmabili insieme a pesi liberi per colpire i gruppi muscolari primari. Inoltre, completeranno mini-squat, mini-affondi e affondi. I partecipanti completeranno due serie di 6-8 ripetizioni. Lo stimolo dell'allenamento verrà aumentato utilizzando il metodo "7-RM" - quando 2 serie da 6-8 ripetizioni vengono completate con la forma corretta e senza disagio. Registreremo il numero di serie completate e il carico sollevato per ogni esercizio per ogni partecipante in ogni classe.

EQUILIBRIO E TONO (Controllo): gli esercizi saranno completati nel laboratorio di esercizi di scienze della salute (come sopra). Questi includeranno esercizi di stretching, una gamma di esercizi di movimento, esercizi di forza di base, esercizi di equilibrio e tecniche di rilassamento. Verrà applicato solo il peso corporeo (ovvero, nessun carico aggiuntivo). Questo gruppo controlla le variabili confondenti come l'allenamento fisico ricevuto viaggiando verso i centri di formazione, l'interazione sociale e i cambiamenti nello stile di vita secondari alla partecipazione allo studio

Conformità: la frequenza alle lezioni sarà registrata dagli istruttori di classe.

Eventi avversi: tutti gli eventi avversi che si verificano durante le lezioni di ginnastica verranno registrati e segnalati immediatamente.

Questionario sulla fedeltà: per garantire la coerenza tra le classi di esercizio e aiutare a identificare eventuali problemi potenziali del programma, un affiliato non di studio ha completato un questionario una volta al mese, dove ha partecipato e valutato una sessione RT e BAT selezionata a caso.

Valutazioni mensili: durante l'intervento di esercizio di 6 mesi, i partecipanti completeranno mensilmente le seguenti valutazioni.

1. PASE
2. Calendario delle cadute

Valutazioni finali: tutte le valutazioni di base saranno completate al completamento della sperimentazione (26 settimane) COMPRESE la scansione MRI e il prelievo di sangue con il consenso.

Significato:

Questo studio chiarirà se l'esercizio di resistenza è un intervento plausibile per il declino cognitivo nei soggetti a rischio di diabete. I risultati di questo studio determineranno anche un punto temporale praticabile per intervenire prima dell'inizio di un declino significativo negli anziani con omeostasi metabolica interrotta. Inoltre, questo studio ha il potenziale per identificare strategie economicamente vantaggiose e accessibili per migliorare la funzione cognitiva nelle persone a rischio di declino. Dato l'enorme onere (finanziario, qualità della vita, indipendenza) del declino cognitivo nella nostra società che invecchia, le potenziali implicazioni positive del nostro studio non possono essere sopravvalutate.