Effekter av stavgangstrening på gange, motoriske/ikke-motoriske symptomer og treningsbiomarkører ved Parkinsons sykdom

Parkinsons sykdom (PD) er en svært utbredt nevrodegenerativ lidelse hos eldre voksne som fører til redusert aktivitetsnivå, fysisk funksjonshemming og akselerert aldersrelatert nedgang i mobilitet. Gangdysfunksjon og postural ustabilitet er sentrale motoriske problemer som utvikler seg med sykdomsprogresjon og påvirker uavhengig mobilitet, fallrisiko og aktivitetsdeltakelse negativt. Forebygging av balanse, gange og funksjonsnedgang er prioriterte mål i fysioterapibehandling for personer med PD. Tidlige aktivitetsbaserte og treningsintervensjoner støttes som kritiske komponenter for sykdomshåndtering og bremse sykdomsprogresjon. Videre må de underliggende mekanismene som treningsbaserte intervensjoner påvirker endringer i motoriske og ikke-motoriske symptomer ved PD belyses ytterligere.

Individuelle resepter for aerobic trening som er oppgavespesifikk, utfordrende og gjennomførbar for et uavhengig treningsprogram er nødvendig for personer med PD for å optimere sin gang- og motoriske funksjon og opprettholde langsiktig engasjement i regelmessig fysisk trening. Å gå som en form for aerob trening har blitt rapportert å være trygg i en fellesskapssetting og for å forbedre funksjonelle resultater og gangresultater og livskvalitet ved PD. Stavgang (NW) er en form for treningsgang med spesialstaver som etterligner hele kroppens bevegelsesmønster ved langrenn, kan utføres i variert terreng og kan tilby ytterligere fordeler utover enkel tredemølle eller gåing over bakken. NW-teknikken har spesifikke fordeler for Parkinsons gangart, siden den inkluderer rytmisk timing av koordinering mellom lemmer, økt engasjement av øvre ekstremiteter og oppreist kropp, og høyt energiforbruk som resulterer i en gunstig aerob kondisjoneringseffekt.

Det er også konsekvente vitenskapelige bevis i både kliniske og dyrestudier som viser fordelene med trening på cellenivå ved PD. Moderat til intens aerob trening forbedrer PD hjernehelse og støtter nevral plastisitet. Cellulære endringer inkluderer økt blodstrøm og angiogenese, oppregulerte nevrotrofiske faktorer, redusert nevrobetennelse og forbedret immunrespons. Dette prosjektet vil evaluere effekten av NW hos personer med PD på molekylært nivå med 3 kjente treningsrelaterte biomarkører. Disse 3 biomarkørene er hjerneavledet nevrotropisk faktor (BDNF), kortisol og alfa-amylase (α-amylase) proteiner.

Studiemål:

Gitt den raske akkumuleringen av bevis som viser fordelene med trening ved PD, er det behov for å undersøke hvilke treningsformer som har positive effekter både på kliniske mål og på biomarkører som indikerer biokjemiske endringer for å støtte PD hjernehelse. Med en tidligere rapportert moderat aerob kondisjoneringseffekt etter NW i både friske eldre og PD-kohorter, er forutsetningen at denne intensive treningsgangen kan gi endringer på celle- og molekylnivå. Å undersøke endringer i gange og motorisk/ikke-motorisk funksjon etter NW-trening og korrelere disse endringene med treningsrelaterte biomarkører kan gi grunnlagsstøtte for den nevro-beskyttende fordelen av NW hos personer med PD. Derfor er formålet med denne proof-of concept-studien å undersøke de umiddelbare og langsiktige effektene av NW-trening på gangfunksjon, motoriske/ikke-motoriske PD-symptomer og treningsrelaterte biomarkører hos personer med mild til moderat idiopatisk PD . I tillegg vil denne studien undersøke uavhengig NW treningsengasjement etter et overvåket treningsprogram for å vurdere gjennomførbarheten og bærekraften til denne modusen for oppgavespesifikk aerobic trening.

Studere design:

Denne studien vil bruke et prospektivt forskningsdesign med én kohort før og etter intervensjon. Begrunnelsen for dette designet er todelt: 1. proof-of-concept for å vurdere intervensjonseffekter basert på funksjonelle og kliniske mål etter NW-trening og undersøke om disse målene er assosiert med endringer i treningsrelaterte biomarkører ved PD; og 2. vurdering av gjennomførbarheten av uavhengig engasjement i NW-trening etter et overvåket program hos personer med mild til moderat PD som en modus for oppgavespesifikk fysisk aktivitetsengasjement. Dette forskningsdesignet vil innebære en 4-ukers baseline-fase med to tidspunkt for vurdering av avhengige tiltak (T0-A og T0-B) for å vurdere for en stabil baseline, etterfulgt av en 6-ukers NW-treningsintervensjonsfase med en post- treningsvurdering (T1) ved slutten av de 6 ukene, og en 3-måneders uavhengig NW-treningsfase med en oppfølgingsvurdering ved slutten av de 3 månedene (T2). Tidligere arbeid i laboratoriet vårt har vist betydelige forbedringer i gang- og balansetiltak etter en 6-ukers tredemølle og rytmiske over bakken auditive cuing-protokoller, og derfor forventes en 6-ukers treningsvarighet å være tilstrekkelig for å indusere treningseffekter. Overvåket NW-overholdelse og uavhengig NW-øvelsesoverholdelse, samt eventuelle uønskede effekter vil bli overvåket for å bestemme gjennomførbarhet og sikkerhet, spesielt for uavhengig NW-fase av studien.

Dataanalyse:

Beskrivende statistikk om pasienters demografiske egenskaper (f.eks. alder, sykdomsvarighet, stadium, PD-subtype, fallhistorie, aktivitetsnivåklassifisering, medisiner og komorbiditet) vil bli dokumentert. PD-subtype er kategorisert som tremordominant, holdningsustabilitet/gangvansker og ubestemt, basert på MDS-UPDRS-score. Beskrivende statistikk over pasientens treningsøkter og treningsprogresjon over de seks ukene vil bli syntetisert og analysert. Disse treningsøktdataene vil inkludere: treningsaktiviteter, ganghastighet, varighet og distanse for NW, vurdering av opplevd anstrengelse og turterreng. Data fra aktivitetslogger vil bli undersøkt for å gjenspeile uavhengig NW treningsoverholdelse og aktivitetsnivå (antall trinn/dag) både under det 6-ukers treningsprogrammet og den oppfølgingsuavhengige treningsfasen. Høstrapportdata og eventuelle uønskede hendelser vil bli dokumentert. Disse overholdelses- og sikkerhetsbeskrivende dataene i løpet av 3-måneders oppfølgingsfase vil gjenspeile gjennomførbarheten av uavhengig hjemme NW treningsprogram etter et overvåket NW treningsprogram.

Beskrivende statistikk for gangart, klinisk PD-motorisk og ikke-motorisk, og biomarkør utfallsmål vil bli beregnet. Sammenligning av to-baseline-gangen og kliniske mål (Baseline-uke 1 T0-A vs baseline-uke 4 T0-B) vil bli analysert ved å bruke avhengige t-tester for å bestemme om det var en stabil baseline for disse avhengige målene. Hvis analysen ikke avdekker forskjeller mellom grunnlinjemål, vil T0-B bli brukt for sammenligning med T1 og T2 mål. Hvis analysen avdekker forskjeller mellom grunnlinjemålene, vil gjennomsnittet av de to målene bli brukt for sammenligning med T1- og T2-målene. Distribusjon av avhengige mål på de tre tidspunktene (T0, T1, T2) vil bli analysert for å vurdere om de oppfyller antagelsen om normalfordelinger. Hvis dataene er normalfordelt, vil enveis gjentatt variansanalyse (ANOVA) med planlagte kontraster bli brukt for hvert utfallsmål for å sammenligne baseline med T1, baseline med T2 og T1 til T2. ANOVA er en statistisk metode for å teste forskjeller mellom to eller flere gjennomsnitt (gjennomsnitt = gjennomsnitt av et datasett). En gjentatt mål ANOVA kan brukes til å bestemme om det er noen statistisk signifikant forskjell mellom gjennomsnittene for tre eller relaterte grupper (i denne studien er en relatert gruppe et spesifikt tidspunkt). HVIS normalitetsforutsetningene ikke er oppfylt, vil Friedman-testen med post hoc Wilcoxon tegnrangerte parvise sammenligninger bli brukt for hvert utfallsmål for å sammenligne baseline med T1, baseline med T2 og T1 til T2 tidspunkter. Bonferroni-korreksjon ble brukt på grunn av antall analyser som ble utført. Signifikansnivå ble satt til 0,05. Gjentatte tiltak ANOVA vil også bli brukt til å vurdere endringene i gjennomsnitt over 8 innsamlingstidspunkter i BDNF-, kortisol- og α-amylasedataene og vise et tidsforløp for NW-treningseffektene hos personer med PD. P-verdien ble satt til p

Rådata for genuttrykk vil bli normalisert og bakgrunnskorrigert for å sette datasettet til en felles skala og fjerne effekten av ikke-spesifikk binding på tvers av mikromatrisene. Limma-pakken i R, et beregningsbasert programmeringsspråk for statistisk databehandling og grafikk vil bli brukt. Differensialuttrykte gener kan deretter identifiseres for å vise genuttrykksendringer som er statistisk signifikante mellom forskjellige tidspunkter.