Aerobic treninger på slagpasienter

Design Den institusjonelle vurderingsnemnda ved et tertiærsykehus godkjente studien (IRB nr. 201600576A3). En randomisert kontrollert studie ble utført på slagpasienter med ulike treningsregimer og var blind for bedømmerne. Studien ble gjennomført fra august 2016 til juni 2018. Deltakerne ble tilfeldig allokert til MICT- eller HIIT-gruppene ved å bruke en datamaskingenerert, skjult tildelingsplan. Alle inkluderte hjerneslagpasienter mottok tradisjonelle rehabiliteringsprogrammer, inkludert balanse, bevegelsesutslag eller terapeutisk trening, og ytterligere sykehusovervåket 30 minutter med MICT eller HIIT i 36 ganger. Data ble samlet inn av en blindet bedømmer før randomisering etter fullført treningstrening.

Deltakere Slagpasienter, diagnostisert av nevrologen, ble undersøkt. Inklusjonskriteriene ble oppført som følger: (I) ≥ 20 år gammel; (II) slaghendelser med stabil klinisk status ≥ 3 måneder; (III) mini-mental tilstandsundersøkelse (MMSE)> 24; (IV) ingen akutt koronarsyndrom. De som hadde ustabil angina, systolisk blodtrykk > 200 mmHg eller diastolisk blodtrykk > 110 mm Hg, symptomatisk ortostatisk hypotensjon, alvorlig aortastenose (peak systolisk trykkgradient > 50 mmHg, eller aortaklaffens åpningsområde < 0,75 cm2), inflammatorisk sykdom i løpet av de siste 3 månedene, ukontrollerte hjerterytmeforstyrrelser, ukompensert HF, tredjegrads atrioventrikulær blokkering, perikarditt eller myokarditt i løpet av de siste 3 månedene, embolisk sykdom i løpet av de siste 3 månedene, ST-segmentforskyvning ≥ 2 mm i hvile og ukontrollert diabetes (blodsukker ≥ 300 mg /dL eller ≥ 250 mg/dL med ketonlegemer) var ikke kandidater i studien.

Hjerneslagpasienter hadde absolutte kontraindikasjoner for kardiopulmonal treningstest (CPET) og aerobe aktiviteter, foreslått av American College of Sports Medicine (ACSM), ble også ekskludert i studien. Etterpå ble kvalifiserte deltakere tilfeldig tildelt MICT- og HIIT-gruppene. Baseline demografiske egenskaper ble også registrert. Alle forsøkspersoner ga informert samtykke etter at de eksperimentelle prosedyrene ble forklart.

Kardiopulmonal treningstest (CPET) Deltakerne gjennomgikk en inkrementell treningstest på et sykkelergometer (Ergoselect 150P, ergoline GmbH, Bitz, Tyskland) og undersøkelsen ble utført med en arbeidshastighet på 10 W/min med kontinuerlig overvåking av hjertefrekvens, brachial blod trykk og arteriell oksygenmetning, inntil stoppforholdene beskrevet tidligere. Oksygenforbruk (VO2) ble målt med et hjerte-lunge-måleapparat (MasterScreen CPX, CareFusion Corp., Hoechberg, Tyskland). VO2peak, minuttventilasjon (VE) og karbondioksidproduksjon (VCO2) ble definert som retningslinjen for treningstesting foreslått av ACSM. VE- og VCO2-responser, oppnådd fra initiering av trening til toppverdiene, ble brukt til å beregne VE-VCO2-hellingen ved å bruke den minste kvadratiske lineære regresjonen. O2-opptakseffektivitetshellingen (OUES), et estimat av O2-forbrukseffektiviteten under trening, ble utledet fra helningen til et naturlig logaritmeplott av VE vs. VO2.

Hjertehemodynamiske målinger Ikke-invasivt system for kontinuerlig overvåking av hjerteeffekt (NICOM, Cheetah Medical, Wilmington, Delaware) ble brukt til å evaluere hjertes hemodynamiske respons på trening, som analyserer faseforskyvningen (ΔΦ) opprettet ved å veksle elektrisk strøm over brystet til forsøkspersonen som beskrevet i vår forrige studie.

Cerebrale hemodynamiske målinger To par nær-infrarøde spektroskopi (NIRS)-prober (Oxymon, Artinis, Nederland) ble festet til bilaterale frontale områder av hvert inkluderte individ under CPET. Beer-Lambert-loven ble brukt for å måle lysabsorpsjon over hvert par NIRS-detektorer som reflekterer endringer av oksyhemoglobin ([O2Hb]) og deoksyhemoglobin ([HHb]) i frontal cortex under trening. Total Hb-mengde ([THb]) ble beregnet som summen av [O2Hb] og [HHb], og ble brukt som en indeks for endring i blodvolum i frontal cortex. Forskjeller i vevsoksygeneringen (Δ[O2Hb] og Δ[HHb]) og regional blodstrøm (Δ[THb]) mellom involverte og ikke-involverte frontale cortex (involvert-uinvolvert) ble brukt til å estimere effekten av forskjellige treningsregimer på oksygenering av hjernevev og regional blodstrøm.

Helserelatert QoL QoL ble målt ved Short Form-36 Health Survey spørreskjema (SF-36), og mini-mental status undersøkelse (MMSE) ble brukt for å vurdere QoL og kognitive funksjoner til deltakerne.

Treningsprotokoller De inkluderte forsøkspersonene gjennomgikk 36 ganger veiledet sykehusbasert trening (2-3 økter/uke) på et sykkelergometer (Ergoselect 150P, Tyskland) som vår forrige protokoll.15 Treningen omfattet en oppvarming ved 30 % av VO2peak i 3 minutter, etterfulgt av en MICT (60 % av VO2peak) eller HIIT (fem 3-minutters intervaller med 80 % av VO2peak og hvert intervall atskilt med 3-minutters trening ved 40 % av VO2peak) i 30 minutter, og deretter en nedkjøling ved 30 % av VO2peak i 3 minutter. Treningen ble avsluttet når forsøkspersonen hadde symptomer/tegn foreslått av ACSM-retningslinjen.

Serumforberedelse En mengde på 20 ml friskt blod ble samlet inn fra alle våre forsøkspersoner før og etter treningstrening. Prøver ble sentrifugert ved 2500 rpm i 5 minutter ved romtemperatur, og det øvre serumet ble bevart for cellekultur og måling av serum BDNF-nivåer.

Måling av serum BDNF BDNF-nivåer ble vurdert før og etter aerobic treningstrening. Tilberedt serum på 100 µL ble tilsatt i hver brønn belagt med det humane BDNF-fangstantistoffet i et fastfase-sandwich, to-steds enzymkoblet immunoassay (ELISA)-sett (BioVision Inc., Milpitas, CA). BDNF-nivået ble deretter bestemt av mikroplateleseren (SpectraMax M3, Molecular Devices LLC, San Jose, CA).

Cellekultur og nevrittvekstanalyse Rottenevroblastiske celler (PC-12-cellelinje) ble dyrket i Dulbeccos modifiserte Eagles medium (DMEM) supplert med 7,5 % pasientserum (før og etter treningstrening), 7,5 % hesteserum (HS), 100 enheter /ml penicillin og 100 mg/L streptomycin.

Totalt 100 000 celler ble belagt over natten på 35 mm skåler belagt med poly-DL-lysin. Etter serumsult i DMEM inneholdende 2% HS i 12-18 timer, ble cellene behandlet med 50 ng/ml NGF i den angitte tiden. Morfologiske endringer ble observert ved bruk av Leica TCS SP8 konfokalmikroskopi 7 dager etter dyrking med pasientsera før og etter treningstrening. Prosentandel av celler med neuritter med minst én cellekroppsdiameter i lengde ble bestemt i fem uavhengige felt på hver plate.

Fluorescerende flekker Celler (100 000) ble inokulert i hver brønn i åttekammersglasset (Millicell EZ-objektglass, Millipore Corp., Billerica, MA) og ble inkubert ved pre- og post-MICT- eller HIIT-sera i 12 timer. Livlig farging av Mitotracker (Invitrogen corp., Carlsbad, CA) ble brukt til å observere mitokondrier i nevroblastiske celler behandlet med sera fra den ovennevnte forskjellige statusen. Cellene ble farget med primære monoklonale anti-⍺-tubulin-antistoffer fra kanin (Cell Signaling Technology Inc., Boston, MA). Fluorescein isothiocyanat-konjugert AffiniPure Goat anti-kanin IgG (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA) ble brukt som sekundært antistoff. Kjerner ble motfarget med monteringsmedium (Vector Laboratories Inc., Burlingame, CA) inneholdende 40,6-diamidino-2-fenylindol. De fargede cellene ble undersøkt med en konfokal mikroskopisk undersøkelse (Leica TCS SP8, Leica Microsystems Inc., Buffalo Grove, IL).

Statistisk analyse Chi-square test ble utført for å sammenligne forskjeller av ikke-parametriske parametere mellom de to gruppene. Mann-Whitney U-test ble brukt til å vurdere forskjeller i alder, slagvarighet, kroppsmasseindeks (BMI), endringer i treningskapasitet, endringer i oksygenering av hjernen samt regionalt blodvolum, endringer i BDNF-nivåer og endringer i celleadferd mellom de to gruppene. Forskjeller i gruppeendringer i numeriske data ble vurdert ved Wilcoxon matched-pair signed-rank test. Sammenheng mellom endringer av målte kliniske parametere etter treningstreningen og klinisk informasjon ble analysert ved Pearson-korrelasjon. En p-verdi < 0,05 ble ansett som statistisk signifikans.