Oefening en hersenenergie bij PD (EBEPD)

Eerder werk heeft het verband onderzocht tussen verminderde hersenenergie (door mitochondriale disfunctie), hoewel een in-vivo-onderzoek nooit haalbaar was vanwege technologische beperkingen. Bovendien heeft recent werk gesuggereerd dat lichaamsbeweging het effect van mitochondriale disfunctie kan helpen verminderen. Er is dus overtuigend bewijs om de energie van de hersenen/mitochondriale functie in vivo te onderzoeken, in gezondheid, in verschillende ziektestadia en de relatie met lichaamsbeweging. Hoewel dergelijke metingen intrinsiek moeilijk zijn, wordt verwacht dat een bruikbare maat wordt afgeleid uit de verhouding tussen de cerebrale metabolische snelheid van zuurstof (CMRO2) en de cerebrale metabolische snelheid van glucose (CMRGlu), als ze gelijktijdig worden gemeten. Het gelijktijdige aspect van de twee metingen is buitengewoon belangrijk, aangezien dagelijkse variaties in CMRO2 wel 20% kunnen zijn, terwijl die in CMRGlu wel 38% kunnen zijn. Gezien de recente vooruitgang in de meettechniek en de ontwikkeling van instrumenten, worden dergelijke onderzoeken gelukkig nu mogelijk: CMRO2 kan worden verkregen met behulp van zeer geavanceerde technieken voor functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) met ademhalingsmanipulaties, terwijl CMRGlu kan worden geschat met behulp van positronemissietomografie (PET). met behulp van de tracer 18F-fluordeoxyglucose (FDG-PET). Een lager dan normale verhouding tussen CMRO2 en CMRGlu in combinatie met een afname van CMRGlu in elk hersengebied wordt gezien als indicatief voor lokaal verminderde hersenenergie, gerelateerd aan veranderde mitochondriale functie.

De onderzoekers veronderstellen dat (i) de energie van de hersenen, gemeten als de verhouding CMRO2/CMRGlu, in het begin van de ziekte van Parkinson (PD) verandert in vergelijking met gezonde controles van dezelfde leeftijd (HC) en blijft veranderen naarmate de ziekte voortschrijdt; en (ii) oefening zal een positieve invloed hebben op veranderingen in de hersenenergie bij PD-patiënten.

De onderzoekers zullen maximaal 30 PD-proefpersonen rekruteren die geen gewoontesporters zijn en maximaal 10 PD-proefpersonen die gewoontesporten zijn. De 30 niet-beoefenaars ondergaan een begeleide oefeninterventie van zes maanden in groepen, met PET/MRI-scans ervoor en erna. De 10 sporters worden slechts één keer gescand (voor observatievergelijkingen met de niet-sporters bij baseline) en ondergaan geen oefeninterventie. In een afzonderlijke studie zullen de onderzoekers tot 30 HC's rekruteren om hun hersenenergetische meetwaarden te vergelijken met die van de PD-proefpersonen bij baseline om hypothese (i) te testen. Van de 30 niet-beoefenaars zal de helft worden toegewezen om de oefeninterventie onmiddellijk na hun baseline-scan te starten, en de andere helft krijgt een zes maanden uitgestelde start van de interventie. Tijdens de vertraging zullen de proefpersonen in groepen passieve oefeningen uitvoeren om te controleren op sociale interactie en mogelijke placebo-effecten. Longitudinale vergelijkingen van de niet-beoefenaars voor en na de interventie zullen hypothese (ii) testen.

De doelstellingen van deze studie zijn tweeledig: (i) het onderzoeken van een ziekte-initiërend mechanisme (abnormale mitochondriale functie en verminderde cellulaire bio-energetica), dat een nieuw therapeutisch doelwit zou kunnen vormen; en om (ii) de effecten van de interventie te bestuderen: hoewel dit een pilootstudie zal zijn, met beperkte trainingsregimes, zal alle kennis die wordt opgedaan over de impact van lichaamsbeweging op de hersenenergie een enorme impact hebben op het ontwerp van neuroprotectieve therapieën en gepersonaliseerde behandeling .