HIIT 운동에 대한 반응의 바이오마커 (BReaTHE)

대부분의 만성 피질하 뇌졸중 생존자는 걷는 데 어려움을 겪지만, 환자가 운동 요법에 반응하고 기능을 향상시킬지 여부를 식별하는 데 도움을 줄 수 있는 예측 변수는 거의 없습니다. 만성 피질하 뇌졸중 환자의 정밀 재활을 강화하려면 맞춤형 유산소 운동 중재가 중요합니다. 이를 위해서는 중재 반응을 예측하고 임상의가 개별화된 재활 목표를 결정할 수 있도록 필수적인 신경생물학적 요인을 식별할 수 있는 혁신적인 기술의 개발이 필요합니다. 젖산염은 말초와 뇌 사이에서 분자 전달자 역할을 하는 흥미롭고 새로운 표적 중 하나입니다. 젖산이 뇌를 포함한 다른 기관에 영향을 미치려면 혈류 내 젖산염 수준이 기준선보다 상당히 증가해야 합니다. 운동 중에 혈액 젖산 역치를 초과하면 젖산은 TCA 회로를 통해 대사적으로 뇌에 작용합니다. TCA 회로에는 GABA 및 글루타메이트와 같은 신경전달물질 농도를 높이거나 낮추는 수단이 포함되어 있습니다. 뇌의 주요 억제성 신경전달물질인 감마아미노부티르산(GABA)은 뇌졸중 재활 중 신경 가소성을 촉진하는 새로운 치료 표적입니다. 연구자들은 맞춤형 재활 접근법의 프레임워크와 예비 데이터를 바탕으로 만성 피질하 뇌졸중 환자가 운동 훈련에 반응하는지 확인할 수 있는 예측 모델을 구축할 것을 제안합니다. 이 모델은 동반 질환, 인구 통계, 그리고 체력 수준. 가장 중요한 가설은 젖산에 의해 유발된 강력한 신경생리학적 요인이 반응자와 저항자를 구별할 수 있으며 이러한 요인이 12주 HIIT 개입 후 기능적 결과를 예측하기 위한 바이오마커로 임상적으로 적용될 수 있다는 것입니다. 연구자들은 36회(12주) HIIT 개입에 대한 반응으로 만성 피질하 뇌졸중으로 인해 하지 장애가 있는 퇴역군인 48명의 보행 속도 개선을 평가할 것입니다. 개입 후, 보행 속도를 0.6m/s 이상으로 향상시키는 각 부착 참가자는 응답자로 분류되고, 보행 속도를 향상시키지 않는 각 부착 참가자는 저항자로 분류됩니다. 기준선과 12주간의 HIIT 이후 조사관은 보행 속도, 균형, 다리 근력 및 지구력을 평가하여 HIIT에 대한 저항기와 반응자를 식별하고 a) 단일 복셀 자기 공명 분광법을 사용하여 1차 감각 운동 다리 영역에서 GABA를 수집합니다. b) 유사 연속 동맥 스핀 라벨링 MRI를 사용하여 전체 뇌의 CBF 및 c) CRF의 변화를 평가하기 위한 VO2 max. 중재 기간 동안 조사관은 세션 1, 4, 7, 10 및 28 동안 손가락 찌르기를 통해 혈액 젖산염을 수집하여 운동 반응의 조기 예측 인자로서의 잠재력을 평가할 것입니다. 목표 1에서 연구자들은 HIIT의 첫 4주 동안 젖산 역치를 초과하면 HIIT 이전부터 이후까지 보행 속도가 0.6m/s 이상으로 변화할 것으로 예상되는지 확인합니다. 젖산이 운동에 대한 기능적 반응의 강력한 초기 지표인 것으로 입증되면 연구자는 HIIT에서 누가 가장 큰 혜택을 얻을 것인지에 대한 배포하기 쉬운 예측 변수를 갖게 될 것입니다. 목표 2에서 연구자는 (a) 기준선 GABA 및/또는 CBF가 기준선에서 HIIT 이후까지의 보행 속도 개선을 예측하는지, (b) GABA 및/또는 CBF의 변화가 보행 속도의 변화와 관련되는지 여부를 결정합니다. 연구자들은 메커니즘을 더 잘 이해하기 위해 HIIT와 기능 개선의 신경생리학적 상관관계를 확립하는 것을 목표로 합니다. 마지막으로, 목표 3에서 조사관은 혈중 젖산염, 기준선 GABA 및 CBF, 기준선 다리 약화 및 VO2-max, 뇌졸중 전 체력, 연령, 성별 등의 요소를 사용하여 HIIT로 보행 속도를 향상시킬 예측 기계 학습 알고리즘을 사용합니다. 그리고 동반질환. 가장 중요한 목표는 만성 뇌졸중을 앓고 있는 퇴역군인이 12주 운동 프로그램에 반응할 것인지 예측하는 모델을 개발하는 것입니다.