変形性関節症における身体活動後の痛みの変化の生物学的メカニズム
成人変形性膝関節症における身体活動後の疼痛感受性の変動メカニズムとしての生体エネルギー、炎症、タンパク質発現
調査の概要
詳細な説明
膝の変形性関節症(OA)は、必ずしも関節損傷の量と関連していない慢性炎症性の痛みを特徴としています。1 臨床診療ガイドラインでは、変形性関節症の痛みに対して身体活動(PA)を推奨しています2が、OA を患う成人における PA の摂取量は非常に多くなっています。低い.3 その理由の 1 つは、PA は下肢 OA の成人の痛みを軽減することができますが 4,5、その効果には差があり、OA の成人の約半数では痛みの感受性が低下しますが、実際には残りの半数では痛みの感受性が増加するためです6。 さらに、最近のメタ分析により、単一タイプの PA に従事していることが明らかになりました(例: 有酸素運動やレジスタンストレーニングなど)はOA膝の痛みを軽減しますが、結果には大きな不均一性があり、年齢、性別、BMI、膝のアライメント、疾患の重症度、ベースラインの痛みによっては説明できませんでした5。 OA の成人に対する個別化された PA 介入を開発する目的の 1 つは、PA が OA の痛みを軽減するメカニズムと、PA が最も効果的に痛みを軽減するのは誰なのかを解明することです。
ウォーキングなどの有酸素運動は、ミトコンドリア生合成を刺激することにより、酸化的リン酸化を介して細胞のエネルギー生成 (ATP 生成) 能力を最大 2 倍に増加させます。7,8 この現象は骨格筋 7 だけでなく、脳細胞 9,10 肝臓細胞 9,11,12 脂肪組織 13 腎臓細胞 12 および白血球 14 でも起こり、PA が全身的に代謝要求を増加させる可能性が高いことを示しています。 さらに、PA は、ミトコンドリア機能に関連するプロセスに関与するタンパク質の活性および/または存在量に適応的な変化を引き起こすと考えられています。8 酸化的リン酸化によるエネルギー生成を含むミトコンドリア機能。炎症;およびミトコンドリア関連タンパク質の発現は、変形性関節症 15,16 および慢性炎症性疼痛の重要な特徴です 17,18。 炎症性疼痛の動物モデルは、慢性炎症状態において、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ キナーゼ 2/4 (PKD2/4)-ピルビン酸デヒドロゲナーゼ (PDH)-乳酸軸を介して、細胞の代謝が酸化的リン酸化から解糖へ移行することを実証しています。19 これにより、患部の乳酸生成が増加します。 その後の酸性微小環境は、「侵害受容器と脊髄グリアを活性化して、それぞれ末梢感作と中枢感作を引き起こす」追加の痛覚促進性炎症性サイトカインの動員を介して侵害受容反応を増幅します19。 したがって、酸化的リン酸化による ATP 生成能力の向上とそれに伴う解糖の減少により、疼痛感受性が低下する可能性があります。 しかし、大量の動物データと相関データが酸化電位と痛みの結果との強い関連性を裏付けている一方で、因果関係の実験的証拠は、特にヒトにおいては依然として乏しいままである8。
研究者らは、全身の細胞生体エネルギー機能、炎症、タンパク質発現の個人差が、膝OAの成人における疼痛感受性を軽減するPAの効果に影響を与えるという仮説を立てている。 この準実験的なパイロット研究の目的は、30 分間のウォーキング直後 (つまり、歩行直後) の痛みの感受性の変化のメカニズムとして、血小板、炎症 (サイトカイン)、およびタンパク質発現におけるミトコンドリアの生体エネルギー (酸化的リン酸化、ミトコンドリア含有量) をテストすることです。 「急性」)、週に 3 回 30 分間ウォーキングを 6 週間続けた後(すなわち、 「長期」)変形性膝関節症の成人。 研究者らは、股関節または膝OAの放射線学的証拠がある成人40名と、年齢/性別が一致する健康対照者20名のサンプルを対象に、以下の具体的な目的と仮説に取り組みます。
目的 1: 膝 OA の成人の疼痛閾値に対する 6 週間 (週 3 日) のウォーキング プログラムの効果を健康な対照者と比較して調べること H1.1: 疼痛に対する感受性 (定量的感覚検査) は、約 50% の患者で増加OA の成人は減少し、急性および長期の PA 後には OA の成人の約 50% が減少します。
H1.2: 急性および長期の PA 後、健康なコントロールでは痛みに対する感受性が低下します。
目的 2: 膝 OA の高齢者における PA 後の疼痛感受性の変化のメカニズムとしてのミトコンドリア生体エネルギー (酸化的リン酸化、ミトコンドリア含有量) の役割をテストすること。
H2.1: 疼痛感受性は、ベースライン、急性 PA および長期 PA 後の血小板のミトコンドリア機能 (酸化的リン酸化、ミトコンドリア含有量) と負の相関がある H2.2: 健康な対照は、OA 参加者よりも血小板の酸化的リン酸化能力が高い。
目的 3: 膝 OA の高齢者における身体活動後の痛みの感受性の変化のメカニズムとしての炎症の役割をテストすること。
H3.1: 疼痛感受性は、循環炎症誘発性サイトカイン (C 反応性タンパク質、インターロイキン (IL)-1、IL-1β、IL-6、IL-10、腫瘍壊死因子 (TNF)-α、PGES) の増加と正の関連性があります。ベースライン、急性および長期PA後の。
目的 4: 身体活動後の痛みの感受性の変化におけるプロテオミクスの役割に関する仮説を立てること (6 週間のウォーキング プログラムの直後および直後) タンパク質発現の変化は、発現されるタンパク質の半減期に依存します。数分から数日。8 したがって、短期(PA後数分/日)と長期(身体活動の合間の数日/週)の両方でタンパク質発現の適応変化を調べることが重要です。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Maryland
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Baltimore、Maryland、アメリカ、21201
- University of Maryland, Baltimore
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
包含基準:
変形性関節症の成人:
- 50~80歳
- 変形性膝関節症の X 線写真による証拠 (OA 参加者)
- 現在非喫煙者であることを自己申告する
- メリーランド大学ボルチモア校から 30 分以内の場所で、1 日 30 分間、週 3 日、6 週間歩く意欲があり、歩くことができる
- 英語を話す
健全なコントロール:
- 50~80歳
- 変形性関節症ではないと自己報告する
- 現在非喫煙者であることを自己申告する
- メリーランド大学ボルチモア校から 30 分以内の場所で、1 日 30 分間、週 3 日、6 週間歩く意欲があり、歩くことができる
- 英語を話す
除外基準:
- 同意に署名するための評価に合格できません
- 関節リウマチの診断
- 痛風の診断
- 心不全の診断
- 慢性閉塞性肺疾患の診断
- 糖尿病の診断
- パーキンソン病の診断
- アルツハイマー病の診断
- 自己免疫疾患の診断
- 現在メトトレキサートなどのステロイド薬を長期服用している
- 重量が110ポンド未満。
- PIの直接の従業員
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:基礎科学
- 割り当て:非ランダム化
- 介入モデル:並列代入
- マスキング:なし(オープンラベル)
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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アクティブコンパレータ:変形性膝関節症の成人
1日30分のウォーキングを週3日、6週間続ける。
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研究チームのメンバーと一緒に、1日30分のウォーキングを週3日、6週間続ける。
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アクティブコンパレータ:健全なコントロール
1日30分のウォーキングを週3日、6週間続ける。
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研究チームのメンバーと一緒に、1日30分のウォーキングを週3日、6週間続ける。
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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痛みに対する敏感さ
時間枠:ベースラインと 30 分のウォーキング直後
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30 分間のウォーキング後のベースラインの痛みの閾値/耐性からの変化
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ベースラインと 30 分のウォーキング直後
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痛みに対する敏感さ
時間枠:ベースラインおよび週 3 日 30 分のウォーキングを 6 週間続けた後 4 週間以内
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週3日、30分間のウォーキングを6週間続けた後のベースラインの痛みの閾値/耐性からの変化
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ベースラインおよび週 3 日 30 分のウォーキングを 6 週間続けた後 4 週間以内
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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血小板ミトコンドリア機能
時間枠:30分歩いた直後
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酸化的リン酸化または解糖による細胞エネルギー産生の指標としての血小板酸素消費量。ミトコンドリアのコピー数。ミトコンドリアタンパク質
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30分歩いた直後
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血小板ミトコンドリア機能
時間枠:30分間ウォーキングを6週間続けた後
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酸化的リン酸化または解糖による細胞エネルギー産生の指標としての血小板酸素消費量。ミトコンドリアのコピー数。ミトコンドリアタンパク質
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30分間ウォーキングを6週間続けた後
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血漿中の炎症マーカー
時間枠:30分歩いた直後
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c反応性タンパク質(CRP)、インターロイキン(IL)-1、IL-1β、IL-6、IL-10、腫瘍壊死因子α(TNF-α)、プロスタグランジンe(PGES)
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30分歩いた直後
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血漿中の炎症マーカー
時間枠:30分間ウォーキングを6週間続けた後
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c反応性タンパク質(CRP)、インターロイキン(IL)-1、IL-1β、IL-6、IL-10、腫瘍壊死因子α(TNF-α)、プロスタグランジンe(PGES)
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30分間ウォーキングを6週間続けた後
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血小板タンパク質の特徴
時間枠:30分歩いた直後
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血小板タンパク質の特徴は、2 つの質量分析装置を組み合わせた Orbitrap MS と組み合わせたナノキャピラリー液体クロマトグラフィー質量分析法 (LC-MS/MS) を使用して調査され、前駆体イオンの同時スキャンが可能になり、そこから 2 つのグループ (高グループと低グループ) 間の相対的な定量データが得られます。疼痛グループ)とペプチド配列の一致が行われる断片化データ。
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30分歩いた直後
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血小板タンパク質の特徴
時間枠:30分間ウォーキングを6週間続けた後
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血小板タンパク質の特徴は、2 つの質量分析装置を組み合わせた Orbitrap MS と組み合わせたナノキャピラリー液体クロマトグラフィー質量分析法 (LC-MS/MS) を使用して調査され、同時に前駆体イオン スキャンが可能になり、そこから 2 つのグループ (高グループと低グループ) 間の相対的な定量データが得られます。疼痛グループ)とペプチド配列の一致が行われる断片化データ。
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30分間ウォーキングを6週間続けた後
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協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者:Jennifer Klinedinst, PhD、University of Maryland, Baltimore
出版物と役立つリンク
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。
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