Aërobe trainingen bij patiënten met een beroerte

Ontwerp De Institutional Review Board van een ziekenhuis voor tertiaire zorg keurde de studie goed (IRB nr. 201600576A3). Een gerandomiseerde gecontroleerde studie werd uitgevoerd bij patiënten met een beroerte met verschillende trainingsregimes en was blind voor de beoordelaars. Het onderzoek liep van augustus 2016 tot juni 2018. Deelnemers werden willekeurig toegewezen aan de MICT- of HIIT-groepen met behulp van een door de computer gegenereerd, verborgen toewijzingsschema. Alle geïncludeerde patiënten met een beroerte kregen traditionele revalidatieprogramma's, waaronder balans, bewegingsbereik of therapeutische oefeningen, en aanvullende 30 minuten MICT of HIIT gedurende 30 minuten in het ziekenhuis gedurende 36 keer. Gegevens werden verzameld door een geblindeerde beoordelaar voorafgaand aan randomisatie na het voltooien van de oefentrainingen.

Deelnemers Beroertepatiënten, gediagnosticeerd door de neuroloog, werden ondervraagd. De opnamecriteria waren als volgt: (I) ≥ 20 jaar oud; (II) beroertegebeurtenissen met stabiele klinische status ≥ 3 maanden; (III) mini-mental state onderzoek (MMSE)> 24; (IV) geen acuut coronair syndroom. Degenen met onstabiele angina, systolische bloeddruk> 200 mmHg of diastolische bloeddruk> 110 mm Hg, symptomatische orthostatische hypotensie, ernstige aortastenose (piek systolische drukgradiënt> 50 mmHg, of een aortaklepopening < 0,75 cm2), ontstekingsziekte in de afgelopen 3 maanden, ongecontroleerde hartritmestoornissen, ongecompenseerde HF, derdegraads atrioventriculair blok, pericarditis of myocarditis in de afgelopen 3 maanden, embolische ziekte in de afgelopen 3 maanden, ST-segmentverplaatsing ≥ 2 mm in rust en ongecontroleerde diabetes (bloedglucose ≥ 300 mg /dL of ≥ 250 mg/dL met ketonlichamen) waren geen kandidaten voor de studie.

Patiënten met een beroerte hadden absolute contra-indicaties voor cardiopulmonale inspanningstest (CPET) en aërobe activiteiten, voorgesteld door het American College of Sports Medicine (ACSM), werden ook uitgesloten van het onderzoek. Daarna werden in aanmerking komende deelnemers willekeurig toegewezen aan de MICT- en HIIT-groepen. Baseline demografische kenmerken werden ook geregistreerd. Alle proefpersonen gaven geïnformeerde toestemming nadat de experimentele procedures waren uitgelegd.

Cardiopulmonale inspanningstest (CPET) Deelnemers ondergingen een incrementele inspanningstest op een fietsergometer (Ergoselect 150P, ergoline GmbH, Bitz, Duitsland) en het onderzoek werd uitgevoerd met een werktempo van 10 W/min met continue bewaking van hartslag, armbloed druk en arteriële zuurstofverzadiging, tot de eerder beschreven stopcondities. Zuurstofverbruik (VO2) werd gemeten met een cardiopulmonaal meetapparaat (MasterScreen CPX, CareFusion Corp., Hoechberg, Duitsland). De VO2-piek, minuutventilatie (VE) en koolstofdioxideproductie (VCO2) werden gedefinieerd als de richtlijn voor inspanningstests voorgesteld door de ACSM. VE- en VCO2-responsen, verkregen vanaf het begin van de training tot de piekwaarden, werden gebruikt om de VE-VCO2-helling te berekenen met behulp van de kleinste kwadraten lineaire regressie. De O2-opname-efficiëntiehelling (OUES), een schatting van de O2-consumptie-efficiëntie tijdens inspanning, werd afgeleid van de helling van een natuurlijke logaritmegrafiek van VE vs. VO2.

Cardiale hemodynamische metingen Niet-invasief continu cardiaal outputbewakingssysteem (NICOM, Cheetah Medical, Wilmington, Delaware) werd gebruikt om de cardiale hemodynamische respons op inspanning te evalueren, dat de faseverschuiving (ΔΦ) analyseert die wordt gecreëerd door elektrische stroom over de borst van het onderwerp te wisselen, zoals beschreven in onze vorige studie.

Cerebrale hemodynamische metingen Twee paar nabij-infraroodspectroscopie (NIRS) sondes (Oxymon, Artinis, Nederland) werden tijdens CPET bevestigd aan bilaterale frontale gebieden van elk opgenomen onderwerp. De wet van Beer-Lambert werd toegepast om de lichtabsorptie te meten over elk paar NIRS-detectoren die veranderingen van oxyhemoglobine ([O2Hb]) en deoxyhemoglobine ([HHb]) in de frontale cortex tijdens inspanning weerspiegelden. De totale Hb-hoeveelheid ([THb]) werd berekend als de som van [O2Hb] en [HHb] en werd gebruikt als een index voor verandering in het bloedvolume in de frontale cortex. Verschillen van de weefseloxygenatie (Δ[O2Hb] en Δ[HHb]) en regionale bloedstroom (Δ[THb]) tussen betrokken en niet-betrokken frontale cortices (betrokken-niet-betrokken) werden gebruikt om de effecten van verschillende trainingsregimes op de zuurstofvoorziening van hersenweefsel in te schatten en regionale doorbloeding.

Gezondheidsgerelateerde KvL KvL werd gemeten met de Short Form-36 Health Survey vragenlijst (SF-36), en mini-mental status onderzoek (MMSE) werd gebruikt om KvL en cognitieve functies van de deelnemers te beoordelen.

Protocollen voor lichaamsbeweging De geïncludeerde proefpersonen ondergingen 36 keer ziekenhuistraining onder toezicht (2-3 sessies/week) op een fietsergometer (Ergoselect 150P, Duitsland) zoals ons vorige protocol.15 De training bestond uit een warming-up op 30% van VO2peak gedurende 3 minuten, gevolgd door een MICT (60% van VO2peak) of HIIT (vijf intervallen van 3 minuten op 80% van VO2peak en elk interval gescheiden door een training van 3 minuten op 40 % van VO2peak) gedurende 30 min, en daarna een cool-down op 30% van VO2peak gedurende 3 min. De training werd beëindigd wanneer de proefpersoon symptomen/symptomen vertoonde die werden gesuggereerd door de ACSM-richtlijn.

Serumbereiding Bij al onze proefpersonen werd voor en na de inspanningstraining een hoeveelheid van 20 ml vers bloed afgenomen. Monsters werden gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur bij 2500 rpm gecentrifugeerd en het bovenste serum werd bewaard voor celkweek en meting van serum-BDNF-niveaus.

Meting van serum BDNF BDNF-niveaus werden beoordeeld voor en na aërobe trainingstrainingen. Bereid serum van 100 µl werd toegevoegd in elk putje bekleed met het humane BDNF-capture-antilichaam in een solid-phase sandwich, two-site enzyme-linked immunoassay (ELISA) kit (BioVision Inc., Milpitas, CA). Het BDNF-niveau werd vervolgens bepaald door de microplaatlezer (SpectraMax M3, Molecular Devices LLC, San Jose, CA).

Celkweek en neurietgroeitest Neuroblastische rattencellen (PC-12 cellijn) werden gekweekt in Dulbecco's gemodificeerd Eagle's medium (DMEM) aangevuld met 7,5% patiëntenserum (voor en na inspanningstraining), 7,5% paardenserum (HS), 100 eenheden /ml penicilline en 100 mg/L streptomycine.

Een totaal van 100.000 cellen werden overnacht uitgeplaat op schalen van 35 mm bekleed met poly-DL-lysine. Na serumuithongering in DMEM met 2% HS gedurende 12-18 uur, werden cellen behandeld met 50 ng/ml NGF gedurende de aangegeven tijd. Morfologische veranderingen werden waargenomen met behulp van de Leica TCS SP8 confocale microscopie 7 dagen na kweek met patiëntensera voor en na inspanningstraining. Het percentage cellen met neurieten met een lengte van ten minste één cellichaamdiameter werd bepaald in vijf onafhankelijke velden van elke plaat.

Fluorescerende kleuringen Cellen (100.000) werden geïnoculeerd in elk putje van het objectglaasje met acht kamers (Millicell EZ-objectglaasje, Millipore Corp., Billerica, MA) en werden geïncubeerd in de pre- en post-MICT- of HIIT-sera gedurende 12 uur. Levendige kleuring van Mitotracker (Invitrogen corp., Carlsbad, CA) werd gebruikt om mitochondriën te observeren in neuroblastische cellen die waren behandeld met sera van de bovenstaande verschillende status. De cellen werden gekleurd met primaire monoklonale antilichamen van konijnen tegen a-tubuline (Cell Signaling Technology Inc., Boston, MA). Fluoresceïne isothiocyanaat-geconjugeerd AffiniPure Goat anti-konijn IgG (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA) werd gebruikt als het secundaire antilichaam. Kernen werden tegengekleurd met bevestigingsmedium (Vector Laboratories Inc., Burlingame, CA) dat 40,6-diamidino-2-fenylindool bevatte. De gekleurde cellen werden onderzocht met een confocaal microscopisch onderzoek (Leica TCS SP8, Leica Microsystems Inc., Buffalo Grove, IL).

Statistische analyse Chi-kwadraattest werd uitgevoerd om verschillen van niet-parametrische parameters tussen de twee groepen te vergelijken. Mann-Whitney U-test werd gebruikt om verschillen in leeftijd, beroerteduur, body mass index (BMI), veranderingen in inspanningscapaciteit, veranderingen in hersenoxygenatie en regionaal bloedvolume, veranderingen in BDNF-niveaus en veranderingen in celgedrag tussen de twee groepen. Verschillen van veranderingen binnen de groep in numerieke gegevens werden beoordeeld door Wilcoxon matched-pair ondertekend-rangtest. Relaties tussen veranderingen van gemeten klinische parameters na de oefentraining en klinische informatie werden geanalyseerd door Pearson-correlatie. Een p-waarde < 0,05 werd beschouwd als statistische significantie.