Witamina B6, B12, kwas foliowy i ćwiczenia w chorobie Parkinsona

Osoby z chorobą Parkinsona (PD) mają większe ryzyko zgonu z powodu choroby wieńcowej i udaru mózgu (Gorell, Johnson i Rybicki, 1994; Postuma i Lang, 2004). Siedemdziesiąt procent osób z PD cierpi na demencję lub upośledzenie funkcji poznawczych. Obniżony poziom witamin z grupy B jest powiązany ze zwiększonym poziomem homocysteiny (białka wytwarzanego w organizmie), co bezpośrednio wiąże się z chorobami serca, incydentami naczyniowo-mózgowymi, demencją i zaburzeniami funkcji poznawczych (Miller i in., 2003; Postuma i Lang, 2004). Wykazano, że normalizacja poziomu homocysteiny i witamin z grupy B w organizmie zmniejsza ryzyko wystąpienia tych chorób oraz poprawia sprawność poznawczą (Miller i in., 2003; Morris, 2003).

Terapia lewodopą, która jest stosowana w leczeniu osób z PD, powoduje podwyższenie poziomu homocysteiny (Blandini i in., 2001; Miller i in., 2003; Postuma i Lang, 2004). Mechanizm stojący za podwyższonym poziomem homocysteiny jest związany ze statusem witaminy B (Miller i in., 2003; Postuma i Lang, 2004). L-dopa ulega O-metylacji iw tej reakcji powstaje s-adenozylohomocysteina (SAH). SAH jest następnie hydrolizowany i tworzy homocysteinę. Dlatego im więcej L-dopy wymaga 0-metylacji, tym więcej wytwarza się homocysteiny. Po wyprodukowaniu homocysteiny jest ona metabolizowana z powrotem do metioniny lub cysteiny. Aby mógł być metabolizowany do metioniny i cysteiny, potrzebne są witaminy B6, B12 i kwas foliowy. Jeśli homocysteina nie może być metabolizowana, gromadzi się w organizmie, tworząc niebezpieczne poziomy (Miller i in., 2003; Postuma i Lang, 2004).

Terapia lewodopą nie zaburza metabolizmu homocysteiny, a raczej powoduje wzrost syntezy homocysteiny, tak że przekracza ona możliwości organizmu do jej metabolizowania. Zatem poziomy witaminy B12 i kwasu foliowego muszą być wyższe u osób leczonych lewodopą, aby sprostać potrzebie większego metabolizmu homocysteiny (Miller i in., 2003).

Istnieje duże wsparcie eksperymentalne dla suplementacji witaminą B w celu obniżenia poziomu homocysteiny w tej populacji (Lamberti i in., 2005; Miller i in., 2003; Postuma i Lang, 2004; Zoccolella i in., 2005). Wykazano, że suplementacja B12 (cyjanokobalaminy) i kwasu foliowego znacznie obniża poziom homocysteiny u osób z hiperhomocysteinemią w trakcie terapii L-dopą (Lamberti i in., 2005). Miller wykazał, że osoby otrzymujące terapię L-dopą mają znacznie obniżony poziom B6, ale normalny poziom cysteiny. Witamina B6 jest koenzymem w syntezie glutationu z cysteiny. Jednak w tej populacji nie zaobserwowano suplementacji witaminy B6 (chlorowodorku pirydoksyny), dlatego badacze będą suplementować witaminę B6, a także witaminę B12 i kwas foliowy. Wykazano, że oprócz witamin z grupy B, ćwiczenia i trening siłowy obniżają poziom homocysteiny (Vincent, Bourguignon i Vincent, 2006) oraz zwiększają spoczynkowy poziom GSH (Elokda i Nielsen, 2007).

Podwyższony poziom homocysteiny został skorelowany ze spadkiem poziomu glutationu (Mosharov, Cranford i Banerjee, 2000). Glutation (GSH) jest częściowo tworzony przez cysteinę, co powoduje bezpośrednie powiązanie między glutationem a homocysteiną (patrz diagram). GSH jest jednym z najsilniejszych przeciwutleniaczy w naszym organizmie. GSH to zredukowana forma glutationu, która działa jako nasza główna obrona przed reaktywnymi formami tlenu (ROS) lub wolnymi rodnikami (FR). RFT przyczyniają się do zapoczątkowania wielu chorób (Viguie i in., 1993). Dwusiarczek glutationu (GSSG) jest utlenioną formą GSH. Zazwyczaj GSH i GSSG są mierzone jako stosunek (GSH:GSSG) we krwi, aby pomóc w natychmiastowym zrozumieniu statusu przeciwutleniaczy w naszym organizmie (Elokda i Nielsen, 2007; Viguie i in., 1993). Osoby z PD mają niższe poziomy GSH w spoczynku niż osoby bez PD, a niższe poziomy GSH są bezpośrednio skorelowane z ciężkością choroby (Bharath i Andersen, 2005; Maher, 2005).

Obecny eksperyment ma na celu ustalenie, czy osoby z PD odniosą korzyść z suplementacji witamin B6 (chlorowodorek pirydoksyny), B12 (cyjanokobalaminy) i kwasu foliowego, czy odniosą korzyść z 6-tygodniowego programu treningu obwodowego, czy też odniosą korzyść z połączenie obu interwencji. Zmienne wynikowe będą obejmować: homocysteinę w osoczu, stosunek GSH:GSSG, funkcje poznawcze, równowagę, siłę, czynności funkcjonalne, kinematyczną analizę chodu i kwestionariusz jakości życia.

Badacze wysuwają hipotezę, że zazwyczaj niższe poziomy GSH i wyższe poziomy homocysteiny u osób z PD zostaną znormalizowane poprzez suplementację B6, B12 i kwasu foliowego, zmniejszając w ten sposób stres oksydacyjny i zapewniając lepszą ochronę ROS. Badacze stawiają hipotezę, że trening obwodowy obniży poziom homocysteiny i zwiększy poziom glutationu. Ponadto badacze oczekują, że obie interwencje poprawią parametry funkcjonalne, takie jak chód i równowaga, a także poprawią skale mierzące jakość życia i depresję.

Do tego badania zrekrutowano dwudziestu czterech ochotników prowadzących siedzący tryb życia, u których zdiagnozowano PD (analiza mocy na poziomie 0,80). Wszyscy badani byli w wieku od 50 do 80 lat i oceniani w skali Hoehna i Yahra na poziomie 2. Badani byli dobrani pod względem wieku i płci.

Każdy uczestnik przeprowadzi test tolerancji wysiłku na bieżni i zostanie zabrany na szczytowe ćwiczenia. Szczytowy wysiłek definiuje się jako 90% docelowego tętna, RPE 9, jeśli pacjent nie jest w stanie utrzymać tempa na bieżni lub jeśli osiągnięty został próg beztlenowy. Ponadto przestrzegane będą wytyczne American College of Sports Medicine (ACSM) dotyczące przerywania testów wysiłkowych. Podczas próby wysiłkowej zapisy tętna (HR), VO2, RER, VCO2 i EKG będą rejestrowane w odstępach 1-minutowych; BP i RPE będą rejestrowane w drugiej i trzeciej minucie każdego etapu. Oznaki życiowe, poziomy RPE i MET będą również rejestrowane po zakończeniu ćwiczeń. 3 cm3 krwi zostanie pobrane natychmiast po wysiłku (w ciągu 3 minut). Krew zostanie zamrożona i przechowywana w laboratorium.

Środki funkcjonalne

Testy funkcjonalne dolnej części ciała będą mierzone za pomocą testu wstań i idź w określonym czasie (test w pozycji stojącej na krześle) (Rikli, 1999). Uczestnicy zostaną poproszeni o wstanie z krzesła, a następnie powrót do pozycji siedzącej. Zostaną poproszeni o wykonanie tego tyle razy, ile mogą w ciągu 30 sekund. Zostanie to najpierw zademonstrowane przez testera, który otrzyma jedno stanowisko do ćwiczeń. Odbędzie się jedna próba 30-sekundowa, a łączna liczba pełnych przysiadów do wstania będzie brana pod uwagę.

Chód będzie mierzony za pomocą analizy kinematycznej przy użyciu systemu czasu rzeczywistego Peak Performance Motus 2000 z siedmioma kamerami (60 Hz) (Peak Performance Technologies, Inc., Englewood, Kolorado). Używając zmodyfikowanego zestawu znaczników Helen Hayes, pasywne znaczniki odblaskowe zostaną umieszczone na całym ciele, umożliwiając precyzyjny pomiar chodu (Kadaba, Ramakrishnan i Wootten, 1990). Badani zostaną poproszeni o przejście 10 m po prostej, gładkiej i pomalowanej betonowej ścieżce. Tester zademonstruje raz, a badany wykona trzy próby z 3-minutową przerwą w pozycji siedzącej między każdą próbą.

Waga zostanie przetestowana przy użyciu systemu SMART Balance Master System (NeuroCom International, Inc., Clackamas, Oregon). Stosowane protokoły obejmują Test Organizacji Sensorycznej, Test Kontroli Motorycznej, Test Granicy Stabilności oraz Test Postawy Jednostronnej (Bronte-Stewart, Minn, Rodrigues, Buckley i Nashner, 2002).

Siła mięśni zostanie przetestowana na poszczególnych stawach na każdej indywidualnej maszynie CYBEX. Wyprostowanie nóg, Wyciskanie nóg, Uginanie nóg, Przywodzenie/odwodzenie bioder, Tylny rząd, Klatka piersiowa, Uginanie ramion i Dip na siedząco. Maksimum jednego powtórzenia zostanie zastosowane tylko w jednej próbie dla każdej modalności. Tester najpierw wykona ćwiczenie, aby zademonstrować. Badany zostanie poproszony o podniesienie jak największego ciężaru tylko raz. Pomiędzy każdą maszyną przewidziana jest 3-minutowa przerwa na odpoczynek.

Jakość życia będzie mierzona za pomocą kwestionariusza choroby Parkinsona 39 (PDQ-39) (Marinus, 2008). Funkcje psychospołeczne i poznawcze będą mierzone za pomocą kwestionariusza SCOPA-PS (Marinus, Visser, Martinez-Martin, van Hilten i Stiggelbout, 2003). Każdy uczestnik wypełni te kwestionariusze przed badaniem i po jego zakończeniu.

Interwencja

Próbki krwi, próbki moczu i 1 RM (wytyczne ACSM) zostaną zmierzone przed próbą wysiłkową, tego samego dnia rano i na czczo. Uczestnicy przyjdą drugiego dnia, aby przeprowadzić analizę chodu, testy równowagi, testy funkcjonalne oraz wypełnić kwestionariusze PDQ-39 i SCOPA.

Każdy uczestnik zostanie losowo przydzielony do jednej z czterech grup. Aerobowy trening wysiłkowy z treningiem siłowym (AWT), AWT z suplementacją witamin z grupy B (AWT+B), suplementacja witaminą B bez treningu (BS) oraz grupa kontrolna (C). Sesje ćwiczeń fizycznych trwają 40 minut i odbywają się trzy razy w tygodniu. Będą się składać z 20 minut treningu aerobowego na bieżni lub orbitreku. Ponieważ HR nie jest dokładnym narzędziem do określania intensywności ćwiczeń u pacjentów z PD, uczestnicy będą monitorowani w celu utrzymania HR zgodnego z V02 na poziomie 60-70% ich maksymalnego V02, określonego na podstawie początkowego GXT. Trening siłowy będzie się składał z siedmiu maszyn do ćwiczeń oporowych CYBEX. Należą do nich wyprost nóg, uginanie nóg, wyciskanie nóg, odwodzenie biodra, rozciąganie mięśnia najszerszego grzbietu, rozpinanie klatki piersiowej i dip w pozycji siedzącej. Każdy uczestnik wykona maksymalnie 1 powtórzenie na każdym elemencie wyposażenia i zapisze jako miarę swojej siły przed treningiem. Badacze wykorzystają 50%-80% swojego 1RM na wykonanie 1 serii 8-15 powtórzeń na ćwiczenie z 30-sekundową przerwą pomiędzy każdą serią ćwiczeń (Elokda & Nielsen, 2007; Vincent i in., 2006)(ACSM) . Grupa, która ma być suplementowana, otrzyma 5 mg/dzień kwasu foliowego, 2000 mcg/dzień cyjanokobalaminy (doustnie B12) (Butler et al., 2006; Lamberti et al., 2005) oraz 25 mg/dzień witaminy B6 (Malouf i Grimley Evans, 2003).