Asse cuore-cervello e stress psicosociale

L'obiettivo principale del progetto è determinare in modo prospettico l'influenza del sesso sull'attività metabolica dell'amigdala e sulla perfusione miocardica in una popolazione di donne sane in postmenopausa e uomini anziani in condizioni di stress psicosociale acuto.

L’ipotesi principale dello studio è che le donne sperimentano un’attività metabolica dell’amigdala sproporzionata e una ridotta perfusione miocardica in risposta allo stress psicosociale rispetto agli uomini.

Questo progetto è uno studio osservazionale prospettico monocentrico che prevede l'imaging ibrido con tomografia a emissione di positroni/risonanza magnetica (PET/MR), nonché la raccolta di campioni biologici in individui sani di età compresa tra 50 e 75 anni (donne e uomini in postmenopausa). Per infliggere stress psicosociale acuto, i ricercatori hanno applicato il Montreal Imaging Stress Test (MIST) quando i partecipanti erano all’interno dello scanner PET/MR e il Trier Social Stress Test (TSST) quando i partecipanti erano fuori dallo scanner PET/MR. Sia il TSST che il MIST sono test standardizzati e sono ampiamente applicati per provocare risposte affidabili allo stress biologico in ambiente di laboratorio. Non è previsto alcuno studio di follow-up. Al momento dell'inclusione, le persone sono state intervistate e i dati sanitari sono stati raccolti tramite questionari. Inoltre sono stati raccolti campioni biologici, tra cui sangue, unghie e saliva. I volontari sono stati sottoposti a imaging del flusso sanguigno miocardico (MBF) e della perfusione cerebrale utilizzando l'ammoniaca (13NH3)-PET, nonché a imaging funzionale utilizzando la risonanza magnetica (MRI), entrambe tecniche di imaging utilizzate di routine. L'analisi 13NH3-PET/MR è stata condotta a riposo e sotto stress (MIST). Successivamente, i partecipanti allo studio sono stati sottoposti a un TSST, seguito da imaging metabolico dell'intero corpo con fluoro-18-deossiglucosio (18F-FDG)-PET/MRI, che ha consentito di studiare, tra gli altri parametri, il metabolismo del cervello e del midollo osseo. Parallelamente, la risposta della frequenza cardiaca (HRR) è stata monitorata durante lo studio e le catecolamine sono state raccolte al basale e dopo lo stress per valutare l'influenza autonomica sul cuore. L’esposizione totale alle radiazioni era inferiore a 5 mSv.

Nel dettaglio, a ciascun partecipante è stato chiesto di completare questionari per valutare le proprie caratteristiche psicometriche di base durante la visita di studio.

Sono stati raccolti due campioni di sangue da un catetere endovenoso periferico, all'inizio dello studio e alla fine del TSST. I livelli di glucosio nel sangue sono stati misurati utilizzando una puntura sul dito. Inoltre, sono stati prelevati campioni di saliva di circa 1 ml ciascuno in momenti diversi, in particolare prima e dopo ciascuno dei test di stress mentale. I campioni di unghie sono stati raccolti tagliando le unghie dalle dita delle mani e/o dei piedi.

Tutti i campioni biologici dei partecipanti sono stati immediatamente elaborati per consentirne la conservazione.

I dati e i campioni del progetto sono stati gestiti con la massima discrezione e accessibili solo al personale autorizzato. Sui documenti specifici del progetto, i partecipanti sono identificati solo da un numero partecipante univoco. Sono stati utilizzati dati codificati e l'elenco di identificazione dei partecipanti è accessibile solo agli investigatori. I dati sono protetti da divulgazione, alterazione, cancellazione, copia e furto non autorizzati o accidentali utilizzando i meccanismi integrati di Redcap®. Il materiale biologico in questo progetto non è identificato dal nome del partecipante ma da un numero di partecipante univoco.

Ai partecipanti è stato chiesto di digiunare per almeno 2,5 ore prima della visita di studio e di astenersi da una intensa attività fisica per almeno 24 ore. Tutti i partecipanti allo studio sono stati sottoposti a imaging seriale su uno scanner ibrido PET/MR dedicato (GE Healthcare) utilizzando 13N-NH3 e 18F-FDG come traccianti validati, secondo la routine clinica quotidiana. La risonanza magnetica del corpo intero (18F-FDG) o del cervello e del cuore (13-NH3) è stata registrata simultaneamente con tutte le acquisizioni della scansione PET. Iniziando con una somministrazione endovenosa in bolo di 200 MBq di 13N-NH3, sono state acquisite immagini PET statiche e dinamiche seriali per 30 minuti. In parallelo, i soggetti sono stati sottoposti alla parte di controllo (riposo) del MIST (compito matematico, all'interno dello scanner). È stata somministrata una seconda dose di 400 MBq di 13N-NH3 e le immagini sono state registrate nella stessa sequenza di acquisizione per 30 minuti, parallelamente alla parte Stress del MIST.

Dopo una pausa, a tutti gli individui sono stati iniettati 150 MBq di 18F-FDG, seguiti da un TSST all'esterno dello scanner. Durante la prima parte del TSST, una giuria composta da due o tre giudici (personale formato), dotati di videocamera, chiedono al partecipante di preparare una presentazione di 5 minuti. Per fare ciò i partecipanti possono utilizzare carta e penna ma devono distribuire i propri avvisi all'inizio della presentazione. Durante la presentazione di 5 minuti, i giudici osservano i partecipanti senza fare commenti o espressioni facciali. Ai partecipanti viene chiesto di continuare se si fermano prima che siano trascorsi tutti i 5 minuti. Nella seconda parte del TSST, i partecipanti vengono sottoposti a un compito di aritmetica mentale durante il quale viene chiesto loro di contare all'indietro da 1022 a passi di 11. Successivamente, ai partecipanti è stato permesso di riposare in una stanza buia separata designata (fase di riposo) e la scansione 18F-FDG-PET è stata eseguita ca. 60 minuti dopo l'iniezione del tracciante per valutare l'attività metabolica nel cervello, secondo le procedure di routine presso il Dipartimento di Medicina Nucleare dell'Ospedale Universitario di Zurigo. La frequenza cardiaca e la pressione sanguigna sono state registrate al basale e durante tutta la procedura.

La procedura dalla scansione iniziale alla fine della scansione finale dura circa 3,5 ore. Insieme alle 2 ore di preparazione, i partecipanti hanno trascorso in totale circa 5,5 ore sullo studio.