Oefening bij oudere volwassenen die risico lopen op diabetes type 2

De effecten van lichaamsbeweging op cognitie en hersenstructuur bij oudere volwassenen die risico lopen op diabetes type 2: een 3T MRI-onderzoek

Doelstellingen/onderzoeksvragen:

In dit onderzoek waren de onderzoeksvragen onder meer:

1. Heeft tweewekelijkse weerstandstraining invloed op de cognitieve functie in vergelijking met balans- en toonoefeningen bij oudere volwassenen met een risico op diabetes?
2. Kan weerstandstraining de hersenstructuur en het volume in verschillende hersenstructuren, met name de hippocampus, veranderen in vergelijking met balans-en-tonustraining (controle) bij oudere volwassenen die risico lopen op diabetes?

Hypothesen:

1. 6 maanden weerstandstraining zal de cognitieve functie verbeteren bij oudere volwassenen die risico lopen op diabetes in vergelijking met balans- en tonustraining. We voorspellen significante verbeteringen in de executieve functie in de op weerstand getrainde groep in vergelijking met de balance-and-tone-groep.
2. 6 maanden weerstandstraining zal de structuur en het volume van de hippocampus behouden bij oudere volwassenen die risico lopen op diabetes in vergelijking met balans- en toonoefeningen.

Ontwerp:

Gerandomiseerde, gecontroleerde studie van 6 maanden, enkelblinde onderzoeksarmen: 1) Experimenteel: Weerstandstraining (RT) 2) Controle: Balance-and-Tone (BAT)-training

Methodologie:

Screening: Deelnemers zullen de eerste screening telefonisch voltooien. Geïnteresseerde deelnemers ontvangen de Letter of Information (via e-mail of bij voorkeur) om meer gedetailleerde informatie over het onderzoek te krijgen. Degenen die in aanmerking komen, worden ingepland om naar het laboratorium te komen voor basisbeoordelingen.

Basislijnbeoordelingen: De volgende vragenlijsten/testen/beoordelingen zullen worden ingevuld. Deelnemers kunnen een of alle tests afwijzen of ervoor kiezen om geen van de vragen te beantwoorden. Als ze ervoor kiezen om een ​​vraag niet te beantwoorden of een test af te leggen die nodig is om te bevestigen dat ze in aanmerking komen, worden ze uitgesloten van de rest van het onderzoek.

Randomisatie: zodra deelnemers alle basisbeoordelingen hebben voltooid, worden ze willekeurig toegewezen aan een van de twee groepen met behulp van een generator voor willekeurige getallen. Alle deelnemers hebben gelijke kansen om in de 2 groepen te komen.

De totale tijd om basislijnbeoordelingen in het laboratorium te voltooien (exclusief magnetische resonantie beeldvorming; MRI) zal 2 tot 2,5 uur zijn.

1. Demografische basisvragenlijst: zal worden gebruikt om onze steekproef te karakteriseren.
2. Functionele comorbiditeitsindex (FCI): een lijst met 18 items met diagnoses die worden gebruikt om comorbiditeit vast te stellen.
3. Slaapvragenlijst: Bepaalt de kwaliteit en kwantiteit van de slaap gedurende een periode van een maand en specifiek de vorige nacht.
4. Activities-Specific Balance Scale (ABC): een zelfrapportagevragenlijst met 16 items die wordt gebruikt om balans en functionele mobiliteit te beoordelen. Deelnemers beoordelen hun balansvertrouwen in hun vermogen om dagelijkse activiteiten uit te voeren.
5. De Lawton Instrumental Activities of Daily Living (IADL): een zelfrapportagevragenlijst die wordt gebruikt om vaardigheden voor zelfstandig leven te beoordelen.
6. Physical Activity Scale for the Elderly (PASE): Wordt gebruikt om het niveau van zelfgerapporteerde fysieke activiteit te meten en bestaat uit 12 vragen over dagelijkse activiteiten in de vrije tijd, het huishouden en het werk.
7. De Canadian Diabetes Risk Questionnaire (CANRISK): een zelfrapportagevragenlijst met 12 items die wordt gebruikt om te bepalen of deelnemers een hoog risico lopen op prediabetes of diabetes type II.
8. Diabetesvragenlijst: een vragenlijst om het risico op diabetes te bepalen.
9. Geriatrische depressieschaal: een vragenlijst met 15 items die wordt gebruikt om te testen op de aanwezigheid van depressie. Bij vermoeden van depressie zorgt de Primary Investigator (PI) ervoor dat de deelnemer een kopie van de vragenlijst krijgt en adviseert de deelnemer om een ​​afspraak te maken met de huisarts om de resultaten te bespreken.
10. 12-Item Short Form Survey (SF-12): zelfgerapporteerd gezondheidsonderzoek.
11. Zes minuten looptest: wordt gebruikt om de aerobe conditie te beoordelen. Deelnemers lopen in totaal 6 minuten op hun gebruikelijke snelheid in de gang buiten ons lab. De totale gelopen afstand in meters wordt geregistreerd.
12. Timed Up and Go-test (TUG): gebruikt om de mobiliteit te beoordelen. Deelnemers zitten in een stoel en moeten opstaan, een afstand van 3 meter lopen in hun gebruikelijke tempo, zich omdraaien, terugkeren naar hun stoel en weer gaan zitten. De tijd die nodig is om elk van de twee afzonderlijke pogingen te voltooien, wordt in seconden geregistreerd.
13. Short Physical Performance Battery (SPPB): wordt gebruikt om de loopsnelheid, het evenwicht en de fysieke functie van de onderste ledematen te beoordelen met behulp van taken die dagelijkse activiteiten nabootsen; omvat drie taken: Staande balanstaak, Loopsnelheidstaak en Stoelstandtest.
14. Valgeschiedenis: gebruikt om mobiliteit en valrisico te beoordelen.
15. Maximaal één herhaling (1RM): Een fysieke maat voor de maximale spierkracht van een persoon tijdens een enkele herhaling en wordt gebruikt om de gewenste belasting voor weerstandstraining te bepalen. Oefening omvat leg press, latissimus pulldown, leg curl, chest press, bicep curls, tricep extensions en pulley rows.
16. Gekoppeld associatief leren (PAL) touchscreentaak: wordt gebruikt om het leren en onthouden van drie objecten te testen die zijn gekoppeld aan een juiste ruimtelijke locatie op het scherm.
17. Trail Unique-Non-Matching-Location (TUNL) Taak: Dit is een werkende ruimtelijke geheugentaak waarbij na een vertragingsperiode een andere stimulus (niet-overeenkomend) wordt geselecteerd voor de stimulus die op het scherm wordt gepresenteerd. De stimuli worden gepresenteerd op locaties ver uit elkaar of dicht bij elkaar om het ruimtelijk geheugen uit te dagen.
18. Progressive Ratio (PR) touchscreen-taak: deze taak test motivatie en aandacht en omvat het herhaaldelijk aanraken van een vierkante stimulus in het midden van het scherm voor punten in een enkele proef. Het aantal aanrakingen dat nodig is voor punten neemt toe op een hellingsschaal, die begint bij één aanraking en vervolgens met vier wordt verhoogd bij elke volgende poging. Als de deelnemer gedurende 5 minuten niet meer reageert, stopt de taak en wordt het breekpunt (stoppen) vastgelegd.
19. Mini-Mental Status Examination (MMSE): Gebruikt als screeningsinstrument voor cognitieve stoornissen. Deze test met 11 items beoordeelt de globale cognitieve functie op het gebied van oriëntatie, registratie, aandacht en rekenen, herinneren en taal. Maximale score is 30.
20. Montreal Cognitive Assessment (MoCA): gebruikt als screeningsinstrument voor milde cognitieve stoornissen. Deze test beoordeelt het cognitief vermogen op het gebied van aandacht en concentratie, executieve functies, geheugen, taal, visueel-constructieve vaardigheden, conceptueel denken, rekenen en oriëntatie. Maximale score is 30.
21. Alzheimer's Disease Assessment Scale Cognitive Subscale 11 (ADAS-Cog-11): Test met 11 taken die verschillende cognitieve functies meten (geheugen, taal, praxis, aandacht). Op grote schaal gebruikt in klinische onderzoeken om cognitieve stoornissen en de ziekte van Alzheimer te beoordelen.
22. Trail Making Test (TMT): gebruikt om de executieve functie te beoordelen op het gebied van visuele aandacht (deel A) en set-shifting (het vermogen om de aandacht te verplaatsen tussen de ene taak en de andere; deel B). De tijd om deze test te voltooien wordt geregistreerd in seconden.
23. Stroop: gebruikt om de uitvoerende functie te beoordelen op het gebied van selectieve aandacht, verwerkingssnelheid en cognitieve flexibiliteit. De tijd om deze test te voltooien wordt geregistreerd in seconden.
24. Digit Span: gebruikt om het werkgeheugen te beoordelen. Deelnemers moeten een reeks nummerlijsten onthouden en terugroepen, zowel voorwaarts als achterwaarts.
25. Bloedonderzoek: we zullen bloedmonsters verzamelen om geglyceerd hemoglobine en nuchtere glucosespiegels te testen om de diabetesstatus (pre-diabetes, diabetes) en biomarkers van de gezondheid van de hersenen te bepalen (van de hersenen afgeleide neurotrofe factor, insulineachtige groeifactor 1). In het bewegingslab wordt bloed afgenomen. Bloedafnames worden gedaan door geregistreerde verpleegster (RN) Arlene Fleischhauer in het laboratorium van mede-onderzoeker (Co-I) Kevin Shoemaker of door onze getrainde onderzoeksstudent, Olivia Ghosh-Swaby.
26. Physical Activity Readiness Questionnaire (PAR-Q): De onderzoekers zullen dit formulier verstrekken om door hun huisarts in te vullen en te retourneren. Het formulier schetst het oefenprogramma in het onderzoek voor de huisarts, zodat deze het juiste advies kan geven.

MRI-screeningsformulier: wordt gebruikt om te screenen of u in aanmerking komt voor MRI-scanning. MRI-scanning zal worden gedaan in het Center for Functional and Metabolic Mapping van het Robarts Research Institute.

De scan van een uur bestaat uit het volgende:

1. Structurele MRI 3Tesla (3T) scan (T1) om hersenstructuurbeelden te onderzoeken naar vakspecifieke structuurbeelden.
2. Functionele connectiviteit in rusttoestand om activering in het rusttoestandsnetwerk te onderzoeken.

Oefeninterventie: Gedurende 26 weken (6 maanden) worden twee keer per week oefenlessen gegeven. De lessen zijn groepslessen, met maximaal 5 deelnemers per les. Alle lessen duren in totaal 1 uur - 10 minuten warming-up, 40 minuten hoofdoefeningen, 10 minuten cool-down. Klassenleiders zullen tijdens alle lessen aanwezig zijn om de deelnemers te controleren op kortademigheid, juiste techniek en om eventuele risico's/gevaren tijdens de oefenlessen te verminderen. Dit protocol is veelvuldig gebruikt door de PI (Liu-Ambrose et al., 2010; Liu-Ambrose et al., 2012; Nagamatsu et al., 2012; Nagamatsu et al., 2013).

WEERSTANDSTRAINING: Er wordt geoefend in het oefenlab van Kevin Shoemaker in het Health Sciences Building. Deelnemers zullen de programmeerbare gewichtmachines samen met losse gewichten gebruiken om primaire spiergroepen aan te pakken. Daarnaast zullen ze mini-squats, mini-lunges en lunge-wandelingen maken. Deelnemers voltooien twee sets van 6-8 herhalingen. De trainingsprikkel wordt verhoogd met behulp van de "7-RM"-methode - wanneer 2 sets van 6-8 herhalingen worden voltooid met de juiste vorm en zonder ongemak. We registreren het aantal voltooide sets en de opgetilde belasting voor elke oefening voor elke deelnemer in elke les.

BALANS EN TOON (Controle): Oefeningen worden uitgevoerd in het Health Science Exercise lab (hetzelfde als hierboven). Deze omvatten rekoefeningen, bewegingsoefeningen, basisoefeningen voor kernkracht, evenwichtsoefeningen en ontspanningstechnieken. Er wordt alleen lichaamsgewicht toegepast (d.w.z. geen extra belasting). Deze groep controleert voor verstorende variabelen zoals fysieke training ontvangen door reizen naar de trainingscentra, sociale interactie en veranderingen in levensstijl secundair aan studiedeelname

Naleving: De aanwezigheid tijdens de lessen wordt geregistreerd door de klasseninstructeurs.

Bijwerkingen: Alle bijwerkingen die optreden tijdens de trainingslessen worden geregistreerd en onmiddellijk gerapporteerd.

Fidelity-vragenlijst: om consistentie tussen de trainingsklassen te garanderen en mogelijke problemen met het programma te helpen identificeren, werd eens per maand een vragenlijst ingevuld door een niet-studiepartner, waar hij/zij een willekeurig geselecteerde RT- en BAT-sessie bijwoonde en evalueerde.

Maandelijkse beoordelingen: Tijdens de 6 maanden durende oefeninterventie zullen de deelnemers maandelijks de volgende beoordelingen voltooien.

1. PAS
2. Herfst kalender

Definitieve beoordelingen: Alle basisbeoordelingen zullen worden voltooid bij voltooiing van de studie (26 weken), INCLUSIEF MRI-scanning en bloedafname met toestemming.

Betekenis:

Deze studie zal verhelderen of krachttraining een plausibele interventie is voor cognitieve achteruitgang bij mensen met een risico op diabetes. De bevindingen van deze studie zullen ook een haalbaar tijdstip bepalen om in te grijpen vóór het begin van een significante achteruitgang bij oudere volwassenen met verstoorde metabole homeostase. Bovendien heeft deze studie het potentieel om kosteneffectieve en toegankelijke strategieën te identificeren om de cognitieve functie te verbeteren bij degenen die het risico lopen op achteruitgang. Gezien de enorme last (financieel, kwaliteit van leven, onafhankelijkheid) van cognitieve achteruitgang in onze vergrijzende samenleving, kunnen de potentiële positieve implicaties van ons onderzoek niet genoeg worden benadrukt.