인지, 플라보노이드, 운동, 장내 미생물군집

이 무작위 임상 시험(RCT)은 빠르게 걷기(매일 45분 감독 세션 5회) 유무에 관계없이 12주 동안 블루베리 섭취(하루 52g의 동결 건조 분말, 하루에 신선한 블루베리 2컵에 해당)의 효과를 조사하도록 설계되었습니다. 주) 건강한 노인 참가자의 인지 기능에 대해 설명합니다. 중요한 목표는 이러한 잠재적 이점이 장내 미생물군집 프로필의 변화와 장 유래 페놀릭의 증가를 통해 매개되는지 확인하는 것입니다. 노년층 참가자(n=240, 모든 절차를 완료하는 200명 목표)는 블루베리 걷기, 블루베리 스트레칭, 위약 걷기 및 위약 스트레칭의 네 그룹 중 하나로 무작위 배정됩니다. 블루베리와 위약 분말 보충제는 이중 맹검 절차를 통해 섭취됩니다. 혈액, 소변 및 대변 샘플은 연구 전에 수집한 다음 6주 및 12주 후에 다시 수집합니다. 인지 기능과 심폐 건강도 동시에 측정됩니다. 참가자는 Cambridge Neuropsychological Test Assessment Battery(CANTAB, Cambridge Cognition, Ltd)(UNC Chapel Hill의 Carol Cheatham 박사 실험실)를 사용하여 처리 속도, 일화 기억, 작업 기억 및 지속적인 주의력에 대해 평가됩니다. 액체 크로마토그래피 탠덤 MS/MS(NCSU, Mary Ann Lila 박사 연구실)를 통해 소변 샘플에서 장 유래 페놀성 대사산물을 분석합니다. 대변 ​​샘플의 메타게놈 서열 분석을 통해 분류학적 및 기능적 프로필을 획득합니다(UNC Chapel Hill).

신병 모집. 건강한 노년층 참가자(시작 240명, 종료 200명)는 노스캐롤라이나주 샬럿 수도권에서 모집됩니다. 포함 및 제외 기준과 일치하는 인지 변화가 있는 건강하고 비흡연하며 신체적으로 활동적이지 않은 남성 및 여성 참가자(65~85세, BMI 35 미만을 대상으로 함)가 선택됩니다.

설계. 이 연구는 무작위, 이중 맹검, 위약 대조, 병행 그룹 연구 설계를 채택할 것이며 참가자(60명)는 12주 시험 기간 동안 4개 부문 중 하나에 배정됩니다: 블루베리 및 걷기; 블루베리와 스트레칭; 위약 및 걷기; 플라시보와 스트레칭.

실험실 테스트 방문 #1 일정: 오리엔테이션 및 동의/기준 인지 테스트(약 2시간).

A. 오리엔테이션 및 동의(15분): 모집 메시지에 응답하는 잠재적인 연구 참가자는 지정된 시간에 AppState Human Performance Lab에 올 것입니다. 연구 절차는 연구 관리자(Dr. Dr.)가 자세히 설명합니다. Camila Olson, Human Performance Lab, HPL) 동의 과정 중. 피험자는 자발적으로 동의서에 서명합니다.

B. MoCA(5분): 참가자들은 Cheatham 박사의 연구실(UNC Chapel Hill, NCRC 영양 연구소)에 보고하고 그곳에서 MoCA를 사용하여 인지 테스트를 받게 됩니다. 참가자들은 몬트리올 인지 평가(MoCA)를 사용하여 인지 저하 테스트를 받게 됩니다. MoCA는 회상 기억, 실행 기능, 주의력, 방향성, 추상화, 시공간 기술 및 명명을 테스트하는 8개 섹션으로 구성됩니다. 경도 인지 저하는 MoCA 표준보다 1~1.5SD 낮은 점수로 정의됩니다. 이 기준은 NCRC의 이전 작업에서 큰 성공을 거두었습니다(PMID: 36066009). 1.5 SD 컷오프 미만의 점수를 받은 사람은 가정의에게 의뢰됩니다. 표준의 1SD 이내 점수를 받은 피험자는 연구에 참여할 수 없으며 추가 참여가 면제됩니다. C. CANTAB(30분): MoCA 기준을 사용하여 연구에 적합한 피험자는 Cambridge Neuropsychological Test Assessment Battery(CANTAB, Cambridge Cognition, Ltd)를 사용하여 Cheatham의 실험실에서 인지 기능에 대한 추가 테스트를 받게 됩니다. CANTAB은 자동화된 데이터 캡처 기능을 갖춘 표준화되고 컴퓨터화된 기기입니다. 참가자는 처리 속도, 일화 기억, 작업 기억 및 지속적인 주의력에 대해 평가됩니다. CANTAB은 인지 저하 평가를 위해 검증되었으며 다른 평가의 결과를 검증하는 데 사용될 것입니다. 선택된 CANTAB 하위 테스트 모음(아래 참조)은 인지 저하를 평가하기 위해 캠브리지에서 설계되었으며 단기적인 경우에도 인지 능력 저하에 민감한 것으로 나타났습니다. 5개 하위 테스트를 완료하는 데 약 30분이 소요됩니다. 작업은 터치 스크린 컴퓨터에서 완료됩니다. 배터리에 포함될 CANTAB의 하위 테스트: 모터 제어 작업 - 참가자가 터치 스크린에 익숙해지도록 합니다. 신속한 시각 정보 처리 -지속적인 시각적 주의력 테스트; 짝을 이루는 준학습(Paired Associate Learning) – 기억력과 학습력 테스트; 반응 시간 - 단순 및 선택 반응 시간 테스트; 공간 작업 기억 -공간 정보 보유 테스트.

D. ERP(30분): 피험자는 Cheatham의 연구실에서 전기생리학적 절차(ERP)를 사용하여 평가됩니다. ERP 데이터를 수집하기 위해 참가자에게는 128개 센서 어레이로 구성된 측지 센서 네트(GSN; Electrical Geodesic, Inc.)가 장착됩니다. GSN은 적용하기 쉽고 편안하며 비교적 비침습적입니다. GSN은 탄성 웹형 측지 인장 구조의 Ag/AgCl 센서로 구성됩니다. 참가자의 머리를 측정하여 적절한 네트가 사용되었는지 확인하고 네트의 적절한 배치를 위해 꼭지점에 두피를 표시합니다. GSN을 염화칼륨과 따뜻한 물 용액에 담근다.

참가자의 눈에 떨어지지 않도록 과도한 용액을 그물에서 닦아냅니다. 그물은 꼭지점 전극을 꼭지점 표시에 일치시키고 귀 전극을 귓바퀴 전 지점과 일치시키는 참가자의 머리 위로 조심스럽게 늘어납니다. 턱끈과 측면 장력 끈을 조이고 센서가 모두 두피에 수직이고 접촉되어 있는지 확인합니다. 네트를 적용하는 데는 약 5분밖에 걸리지 않으며 잘 견딜 수 있습니다. 네트 배치에 대한 사진이 촬영되고 임피던스가 확인됩니다. 잘 읽히지 않는 센서는 조정하고 소량의 전해질 용액을 피펫을 사용하여 센서의 스폰지에 바릅니다. 임피던스가 허용 한도 내에 있으면 참가자는 참가자실(제어실과 별도)의 모니터 앞에 앉게 됩니다. 수집되는 데이터에 시간이 고정되어 있는 카메라는 사진을 발표하는 동안 참가자를 녹화합니다. Smart-Eye 시선 추적 시스템을 사용하여 시선 방향 및 눈 깜박임에 대한 정보를 수집합니다. 이 시스템은 주의력, 작업 수행 시간, 동공 측정, 눈 깜박임 등을 진행 중인 EEG에 연결하기 위해 통합형 조밀 배열 EEG와 원격 머리 및 눈 추적 기능을 제공하는 시장에서 유일한 시스템입니다. 데이터는 지속적으로 기록되며 오프라인으로 자극 프레젠테이션 주변의 창에 표시됩니다. 네트워크가 설치되면 참가자는 세 가지 인지 테스트에 참여하게 됩니다. n-back 작업 메모리 작업의 경우 참가자는 컴퓨터 화면에 나타나는 일련의 문자를 보고 대상이 감지되면 버튼을 누릅니다. 2백 작업의 대상은 마지막 문자 앞에 표시된 문자(2백)와 일치하는 문자로 식별됩니다. 정의와 일치하지 않는 문자에는 응답이 필요하지 않습니다. 이 작업을 사용하면 인지 저하가 급속히 진행될 것을 예측하는 것으로 나타났습니다. N200(주의)의 시각적 불일치 부정성 구성 요소를 평가하기 위해 참가자는 화면 중앙에 집중하도록 지시받습니다. 16:1:1(표준:목표:일탈)의 비율로 컴퓨터는 작업을 무작위로 순환합니다. 정의된 대상이 나타나면 참가자는 버튼을 누릅니다. 다른 모든 자극에는 반응이 필요하지 않습니다. 이 작업에는 날카로운 주의 집중이 필요하며 가벼운 인지 장애에 민감한 것으로 나타났습니다.

E. 스트레스 설문지(15분): 피험자는 불안과 스트레스가 많은 생활 사건을 평가하는 설문지를 작성합니다.

F. 인간 수행 실험실 설문지 및 키트(15분): 피험자는 인간 수행 실험실로 돌아가 신체 활동 설문조사(국제 신체 활동 설문지, IPAQ) 및 의료 건강 설문지(MHQ)를 작성합니다. 피험자는 (올슨 박사로부터) 완전한 지침과 함께 3일간의 음식 기록, 대변 수집 키트, 24시간 소변 수집 키트를 받게 됩니다(첨부 문서 참조). 3D 음식 기록은 실험실 방문 #2 전 목요일, 금요일, 토요일에 완료됩니다. 소변 및 대변 샘플은 실험실 방문 #2 전날 수집됩니다. 피험자는 추가 실험실 방문 날짜/시간을 받게 됩니다.

실험실 테스트 방문 #2: 연구 전 체력 테스트 및 샘플 수집, 블루베리/위약 보충 시작(1.5시간).

A. 혈액, 소변, 대변 샘플: 연구실 방문 #2 후 약 1주일 후 참가자는 아침에 지정된 시간에 밤새 금식한 상태로 HPL에 보고합니다. 참가자는 3일간의 음식 기록과 대변 및 24시간 소변 샘플을 제출해야 합니다. 참가자가 앉아 있는 동안 숙련된 채혈 전문의가 팔 정맥에서 혈액 샘플(최대 35mL)을 수집합니다.

B. 신체 구성: 신장과 체중은 표준계와 평균대 체중계를 사용하여 측정됩니다. 참가자는 맨발로 발 전극 위에 서서 양손으로 측면 레일을 잡고 전극을 잡는 동안 8포인트 BIA를 통해 체성분을 측정하는 데 seca 의료용 체성분 분석기(mBCA)(Hanover, MD)를 사용합니다. seca mBCA는 체지방량, 무지방 질량, 골격근량, 내장 지방, 총 체수분 및 세포외 수분을 포함한 여러 가지 관심 측정값을 제공합니다.

C. 등급별 운동 테스트: 참가자는 Cosmed CPET 대사 카트를 사용하여 등급별 트레드밀 테스트 중에 최대 유산소 능력(VO2max)을 테스트하게 됩니다. 참가자들은 먼저 런닝머신에서 워밍업을 하여 런닝머신 위에서 자유롭게 걸을 수 있음을 보여줍니다. 참가자는 최대 노력에 도달하고 참가자가 자발적으로 운동을 중단할 때까지 점진적으로 증가하는 작업량(Bruce 프로토콜)에 맞서 걷게 됩니다. 주요 결과 측정은 최대 VO2 또는 최대 노력 시 체중 1kg당 소비될 수 있는 산소 밀리리터입니다. Cosmed CPET 대사 시스템(이탈리아 로마)은 대사 요인(산소 소비량, 환기율, 호흡수, 호흡 교환율)을 지속적으로 측정하기 위해 참가자에게 안면 마스크를 통해 부착됩니다. 흉부 심박수 모니터는 분당 심박수를 제공합니다. 인지된 활동(RPE) 등급은 6~20점 척도를 사용하여 평가됩니다. 데이터는 각 3분 단계가 끝나고 최대 운동 시점에 기록되며, 12주 훈련 전 최대 이하/최대 변화는 심폐 능력의 변화를 평가하기 위한 기준으로 사용됩니다. 12주 훈련 프로그램의 유산소 운동 처방은 기본 테스트 중에 측정된 최대 심박수(MHR)와 안정시 심박수(RHR)를 기반으로 합니다. 테스트 및 안전 절차는 건강한 노인 참가자를 위한 IRB 지침에 따라 진행되며, 연구 MD는 테스트 절차를 감독할 것입니다.

D. 보충식품: 각 참가자에게는 코딩된 동결건조 야생 블루베리 분말 또는 위약(매일 52g)이 진공 밀봉된 패킷이 6주 동안 제공됩니다. 로우부시 야생 블루베리 동결 건조 분말은 북미 야생 블루베리 협회(Old Town, ME)로부터 제공될 것이며 FutureCeuticals(일리노이주 모멘스)에 의해 동결 건조될 예정이다. 섬유질과 탄수화물이 일치하는 위약 블루베리 분말은 이전 연구의 공식을 사용하여 NCSU에서 개발할 예정입니다: 블루베리 향미 및 향(8.9%), 착색료(1.05% 보라색 호수, 0.75% 레드 호수, 0.45% 블루 2 호수, 0.03%) 적색염료, 0.008% 청색2염료), 포도당(32%), 과당(35.5%), 구연산(0.77%), 셀룰로오스(15%), 파이버솔-2(1.8%), 잔탄검(1%), 펙틴(1.09%) 및 실리카(0.99%). 블루베리와 위약분말은 NCRC NC 식품혁신연구소에서 포장될 예정이다. 참가자에게는 블루베리 또는 위약 분말을 사용할 때까지 제공된 패킷에 넣어 냉동고에 보관해야 한다는 지침이 제공됩니다. 음료, 요구르트 또는 기타 음식에 혼합된 분할 복용량(아침 식사에 절반, 점심 식사에 절반)으로 보충제를 섭취하는 방법에 대한 지침이 제공됩니다. 연구 참가자가 특정 하루 또는 이틀에 보충 복용량을 복용하지 못한 경우 일정대로 돌아올 때까지 하루에 1개의 추가 패킷을 추가하라는 요청을 받게 됩니다. 연구 참가자는 연구 관리자(ASU-NCRC@appstate.edu)에게 연락할 것입니다. 3일 이상 보충제를 섭취하지 못한 경우 연구를 중단할지 여부를 논의합니다. 보충 요법에 대한 준수 여부는 일반 이메일 메시지와 6주 및 12주 시점에 반환된 패킷 수를 통해 평가됩니다.

실험실 테스트 방문 #3, 4 및 #5, 6 이러한 동일한 기본 절차는 방문 #3 및 #5에 피험자가 동의 절차를 거치지 않고 의료 건강 설문지를 작성하지 않는다는 점을 제외하고 6주 및 12주 후에 반복됩니다. , 방문 #6에는 피험자에게 추가 보충 패킷을 제공하는 것이 포함되지 않습니다.

12주 무작위 임상 시험: 노스캐롤라이나 연구 캠퍼스(NCRC, Kannapolis, NC)에서 60회 교육 세션

• 참가자는 지도하에 진행되는 신체 활동 세션(주당 5회 세션, 세션당 45분)에 참여하고 하루 52g의 동결 건조 블루베리 분말 또는 위약을 섭취합니다.
• 참가자는 12주 동안 주 5일 동안 감독 하에 있는 운동(심박수 모니터를 사용하여 빠르게 걷기 또는 비유산소 스트레칭 바닥 운동)을 하루 45분씩 진행하게 됩니다. 운동 세션은 감독하에 소그룹으로 진행됩니다. 운동 감독관은 CPR 교육을 받게 되며, AED 장치는 Human Performance Lab 문(워킹 타원형 옆 건물)에 설치됩니다.
• 걷기 세션은 NCRC 트랙의 감독하에 야외에서 진행됩니다. 훈련 심박수와 총 걸은 거리가 기록됩니다. 날씨가 좋지 않은 날에는 피험자가 덮개 아래(NCRC 주차장) 또는 Human Performance Lab의 런닝머신 위에서 걷습니다.
• 신체 활동 세션 중 심박수는 FitBit Inspire로 모니터링됩니다. 워커는 예비 심박수의 60%를 목표로 점진적으로 강도를 높입니다(등급별 운동 테스트 데이터 기준).
• 스트레칭 프로그램은 매트 위에서 Human Performance Lab에서 감독 및 실시됩니다. 세션은 5~10분간 가벼운 활동(예: 가벼운 미용 체조로 쉽게 걷기)의 준비 운동으로 시작됩니다. 워밍업 후 참가자들은 운동 감독관의 지도 하에 세션당 8~10회의 스트레칭 운동을 실시하게 됩니다. 각 스트레칭 운동은 약간 불편한 지점에서 10~30초 동안 진행됩니다. 유연성 운동은 2~4회 반복되며, 참가자는 유연성 운동당 총 스트레칭 시간 60초를 목표로 합니다(예: 15초 스트레칭 4회). 운동 감독자는 첫 번째 세션 동안 스트레칭 운동에 대한 전체 오리엔테이션을 제공합니다.
• 2개의 기본 코호트(각각 40개, 걷기 및 스트레칭 그룹)가 3년 동안 3개월(9월~11월, 2월~4월) 동안 매 학기마다 계획됩니다. 매년 연구에 참여하는 240명의 참가자 중 200명이 모든 단계를 성공적으로 완료할 것으로 예상됩니다. 감독된 운동 세션 중 참가자와의 정기적인 접촉과 정기적인 이메일 메시지를 통해 유지율이 극대화됩니다. 주중 매일 세 번의 운동 세션 시간이 제공됩니다(오전 7시, 오전 9시, 오후 4시). 참가자가 운동 세션을 놓친 경우 매주 보충 세션(토요일 오전)에 참석할 수 있는 기회가 제공됩니다. 연구 참가자가 3일 이상 운동 훈련을 놓치는 경우, 연구 관리자는 참가자에게 연락하여 연구 중단 여부를 논의할 것입니다.