HIIT運動に対する反応のバイオマーカー (BReaTHE)

慢性皮質下脳卒中生存者のほとんどは歩行が困難ですが、患者が運動療法に反応して機能が改善するかどうかを特定するのに役立つ予測因子はほとんどありません。 慢性皮質下脳卒中患者の精密リハビリテーションを強化するには、個別化された有酸素運動介入が重要です。 これには、介入反応を予測し、臨床医が個別のリハビリテーション目標を決定できるようにするために不可欠な神経生物学的要因を特定できる革新的な技術の開発が必要です。 乳酸は、末梢と脳の間の分子メッセンジャーとして機能する、興味深い新しいターゲットの 1 つです。 乳酸が脳を含む他の臓器に影響を与えるには、血流中の乳酸レベルがベースラインから大幅に増加する必要があります。 運動中に血中乳酸の閾値を超えると、乳酸はTCAサイクルを介して代謝的に脳に作用します。 TCA サイクルには、GABA やグルタミン酸などの神経伝達物質の濃度を増減する手段が組み込まれています。 脳の主要な抑制性神経伝達物質であるガンマアミノ酪酸（GABA）は、脳卒中リハビリテーション中の神経可塑性を促進する新しい治療標的です。 研究者らは、個別化されたリハビリテーションアプローチの枠組みと予備データに基づいて、慢性皮質下脳卒中患者が運動トレーニングに反応するかどうかを特定できる予測モデルを構築することを提案している。 このモデルは、併存疾患、人口動態などの他の影響要因に加えて、運動反応の早期予測因子として血中乳酸、脳の反応潜在力の予測因子として GABA と脳血流 (CBF) を組み込むことにより、歩行速度の向上を予測することを目的としています。そしてフィットネスレベル。 包括的な仮説は、乳酸によって駆動される強力な神経生理学的因子が反応者と抵抗者を区別することができ、これらの因子を12週間のHIIT介入後の機能的転帰を予測するためのバイオマーカーとして臨床的に適用できるというものである。 研究者らは、慢性皮質下脳卒中による下肢障害のある退役軍人48名において、36セッション（12週間）のHIIT介入による歩行速度の改善を評価する予定である。 介入後、歩行速度が 0.6 m/s を超えて向上した各遵守参加者は応答者として分類され、一方、歩行速度が向上しない各遵守参加者は抵抗者として分類されます。 ベースライン時と 12 週間の HIIT 後に、研究者は歩行速度、バランス、脚の強さ、持久力を評価して、HIIT に対する抵抗者と応答者を特定し、a) 単一ボクセル磁気共鳴分光法を使用して脚の一次感覚運動領域から GABA を収集します。 b) 擬似連続動脈スピン標識 MRI を使用した全脳からの CBF、および c) CRF の変化を評価するための VO2 max。 介入中、研究者らはセッション 1、4、7、10、28 で指の穿刺により血中乳酸を採取し、運動反応の早期予測因子としての可能性を評価します。 目的 1 では、研究者らは、HIIT の最初の 4 週間に乳酸閾値を超えると、HIIT 前から HIIT 後までの歩行速度の 0.6 m/s 以上の変化が予測されるかどうかを判断します。 乳酸塩が運動に対する機能的反応の強力な初期マーカーであることが証明されれば、研究者らは誰が HIIT から最も恩恵を受けるかを予測する簡単な予測手段を手に入れることになるでしょう。 目的 2 では、研究者は、(a) ベースラインの GABA および/または CBF がベースラインから HIIT 後までの歩行速度の改善を予測するかどうか、および (b) GABA および/または CBF の変化が歩行速度の変化に関連しているかどうかを判断します。 研究者らは、メカニズムをより深く理解するために、HIITによる機能改善の神経生理学的相関関係を確立することを目指している。 最後に、目的 3 では、研究者らは、血中乳酸塩、ベースライン GABA と CBF、ベースライン脚筋力低下と VO2-max、脳卒中前のフィットネス、年齢、性別、そして併存疾患。 最も重要な目的は、慢性脳卒中を患っているどの退役軍人が 12 週間の運動プログラムに反応するかを予測するモデルを開発することです。