Weerstandstraining en neuroimaging (RTNI)

Lichaamsbeweging is een veelbelovende strategie om de progressie van cognitieve achteruitgang en dementie te vertragen of te voorkomen. Hoewel weerstandstraining (RT) een populaire vorm van lichaamsbeweging is die wordt aanbevolen voor oudere volwassenen vanwege zijn vermeende rol bij de bescherming tegen sarcopenie, zijn de effecten op de gezondheid van de hersenen minder goed bestudeerd. Eerdere RT-onderzoeken met traditionele protocollen benadrukken robuuste en blijvende voordelen voor vloeiende cognitie. Er is daarentegen weinig bekend over de effecten van RT met hoge intensiteit met geavanceerde periodiseringstechnieken. Dergelijke protocollen kunnen vergelijkbare verbeteringen opleveren in kortere tijdsduren, waardoor de klinische bruikbaarheid wordt verbeterd. Bovendien worden de mechanismen van RT-geïnduceerde cognitieve verbetering niet goed begrepen. Het definiëren van de dominante neurale en fysiologische processen die ten grondslag liggen aan deze beschermende effecten is essentieel om de variantie in cognitieve reacties te verklaren en om optimale behandelingsstrategieën voor de ouder wordende bevolking te ontwerpen.

De effectiviteit van RT-interventies voor cognitieve gezondheid hangt waarschijnlijk af van het maximaliseren van winst in spierkracht. Daarom zullen de onderzoekers kracht- en conditioneringsprincipes en geavanceerde neuroimaging-technieken toepassen op een 12 weken durende geperiodiseerde RT-interventie om neuroprotectieve bijdragen te bepalen. De cerebrovasculaire (CV) functie is een belangrijk onderdeel van de gezondheid van de hersenen en een primair mechanisme van cognitieve verbetering na aërobe training. Het potentieel voor RT om deze routes te beïnvloeden is echter niet vastgesteld. Deze studie zal eerder cross-sectioneel bewijs testen en uitbreiden dat RT koppelt aan CV-functie. Bovendien is aangetoond dat RT-interventies de systemische vasculaire functie en cognitie onafhankelijk verbeteren. De onderzoekers veronderstellen dus dat RT de cognitieve functie verbetert door middel van spierkracht en CV-aanpassingen. Het algemene doel van dit voorstel is om veranderingen in cognitie en CV-functie te onderzoeken bij 23 gezonde oudere volwassenen van 60-80 jaar, die dienen als hun eigen controles, en om de mechanismen te onderzoeken die deze effecten mediëren. Om dit doel te bereiken, stellen de onderzoekers de volgende doelen voor:

Doel 1: Vaststellen of 12 weken geperiodiseerde RT de vloeistofcognitie bij oudere volwassenen verbetert. De NIH Toolbox® Cognition Battery wordt toegediend om veranderingen in uitvoerende functie, aandacht, episodisch geheugen, verwerkingssnelheid, werkgeheugen en taal te beoordelen. Samengestelde scores worden berekend voor vloeiende, gekristalliseerde en globale cognitieve functie.

Hypothese: een 12 weken durend periodiek RT-programma dat speciaal is ontworpen om krachttoename te maximaliseren, verbetert de vloeistofcognitie bij gezonde oudere volwassenen.

Doel 2: Evalueren van de effecten van geperiodiseerde RT op CV functie bij oudere volwassenen. Arterial spin labeling (ASL) MRI-technieken zullen worden gebruikt om veranderingen in CV-functie te beoordelen door de effecten op cerebrale doorbloeding in rust, intracraniale vasculaire compliantie en arteriële transittijd te kwantificeren. Mediation-analyses zullen worden uitgevoerd om de mediërende effecten van CV-functie op cognitie te bepalen.

Hypothese: RT met hoge intensiteit kan de CV-functie bij gezonde oudere volwassenen verbeteren.

Doel 3: Associaties onderzoeken tussen hersenaanpassingen en mogelijke voordelenmechanismen, waaronder: 1) fysieke capaciteit (bijv. spierkracht), lichaamssamenstelling en functionele mobiliteit; 2) vermeende bloedmarkers van door inspanning geïnduceerde hersenplasticiteit; 3) cardiovasculaire risicofactoren; en 4) hersenmorfometrie en hersenactiviteit in rusttoestand. Significante veranderingen zullen worden geanalyseerd op bemiddeling van de cognitieve functie om de belangrijkste paden te identificeren die ten grondslag liggen aan de beschermende effecten van RT.

Voor de uitvoerbaarheid van deze studie zullen de deelnemers dienen als hun eigen controles. Alle controleperiodes vinden plaats vóór de RT-interventie om ervoor te zorgen dat de resultaten niet worden verstoord door detrainingseffecten of cognitieve voordelen op lange termijn van RT. Alle deelnemers ondergaan testen bij baseline, pre-interventie en post-interventie. De NIH Toolbox Cognition Battery biedt een standaardset uitgebreide beoordelingstools. Er worden drie testversies gebruikt om oefeneffecten te verminderen. Tijdens MRI-scans zullen ASL-technieken worden gebruikt om de CV-functie te beoordelen en zullen standaardsequenties worden gebruikt voor structurele MRI (bijv. T2-gewogen FLAIR en T1-gewogen MP-RAGE), rusttoestandfunctie MRI (rfMRI) en diffusie tensor beeldvorming (DTI). Fysieke resultaten zullen worden beoordeeld met behulp van standaard testprocedures in onderzoek naar inspanningsfysiologie, waaronder bloeddruk, lichaamssamenstelling, fysieke functie, spierkracht en geschatte VO2max. Gevalideerde vragenlijsten voor kwaliteit van leven, fysieke activiteit, slaapkwaliteit en interpersoonlijke ondersteuning zullen worden afgenomen.

Deelnemers zullen een geperiodiseerd en progressief trainingsprogramma voor weerstand van het hele lichaam uitvoeren, waarbij de nadruk ligt op de ontwikkeling van de kracht van het onder- en bovenlichaam. Alle 36 trainingen (3 dagen per week gedurende 12 weken) vinden plaats in het CERC, onder begeleiding van een bewegingsspecialist. Mesocycle I (week 1-4) legt de nadruk op musculaire hypertrofie om een ​​musculaire en metabolische basis te ontwikkelen voor intensievere training in latere fasen. Trainingsperioden zullen bestaan ​​uit 4-6 weerstandsoefeningen met 2-4 sets per oefening en 8-10 herhalingen per set. Mesocycles II (week 5-8) en III (week 9-12) leggen de nadruk op krachtontwikkeling. Trainingsperioden zullen bestaan ​​uit 4-6 weerstandsoefeningen met 3-5 sets per oefening, 4-6 herhalingen per set en lineaire toenamen in intensiteit in de loop van de tijd. Net als bij vergelijkbare RT-onderzoeken, zullen de gebruikte trainingsbelastingen op een veilige en effectieve manier individueel worden ontwikkeld om een ​​progressieve overbelasting/uitdaging van het neuromusculaire systeem toe te passen en de grootst mogelijke door training geïnduceerde neuromusculaire aanpassingen op te wekken.