Ćwiczenia aerobowe i funkcje naczyń mózgowych

Aby sprostać rosnącym wyzwaniom opieki zdrowotnej starzejącej się populacji weteranów, kluczowe znaczenie ma zrozumienie skutecznych technik rehabilitacji, które łagodzą choroby współistniejące związane z wiekiem i poprawiają jakość życia. Do tej pory ćwiczenia są jedną z kilku sprawdzonych interwencji, które łagodzą związane z wiekiem spadki zdrowia i funkcji mózgu. Spójnym, ale niewyjaśnionym odkryciem w wielu z tych badań jest zmiana wzorca aktywacji korowej podczas zadania, oceniana za pomocą sygnału zależnego od poziomu tlenu we krwi (BOLD) za pomocą fMRI, która odpowiada poprawie wykonania zadania. Dwa kluczowe wskaźniki zdrowia i funkcjonowania naczyń mózgowych, które są niedostatecznie zbadane, ale mogą wpływać na udokumentowane zmiany w odpowiedzi BOLD obserwowane podczas aktywności po wysiłku tlenowym, to: 1) zmiany spoczynkowego lub podstawowego mózgowego przepływu krwi (perfuzji) do kluczowych obszarów mózgu; oraz 2) zmiany w zdolności naczyń mózgowych do rozszerzania się w obliczu zwiększonego zapotrzebowania, określane jako reaktywność naczyń mózgowych (CVR). Celem badaczy jest ilościowe określenie wpływu ćwiczeń aerobowych na czynność naczyń mózgowych oraz wpływu perfuzji i CVR na sygnał BOLD podczas zadaniowego fMRI. Zgodnie z wcześniejszymi badaniami dotyczącymi starzenia się i ćwiczeń fizycznych badaczy, uczestnicy spełnią jeden z dwóch warunków; 1) interwencja aerobowa z treningiem interwałowym (Spin; n=44) lub 2) nietlenowe, kontrolne warunki rozciągania (kontrola; n=44). Wydolność sercowo-naczyniowa, znakowanie wirowania tętniczego dla podstawowej perfuzji mózgowej, CVR, zadaniowy fMRI (kognitywno-wykonawczy i motoryczny) oraz wyniki behawioralne zostaną ocenione przed i po interwencjach. Konkretne cele określą wpływ 12-tygodniowej interwencji ćwiczeń aerobowych na zmiany w perfuzji mózgowej i CVR u starszych weteranów. Badacze postawili hipotezę, że w porównaniu z grupą kontrolną, grupa trenująca aerobowo będzie miała zwiększoną podstawową perfuzję i CVR w obszarach, które wykazują spadek związany z wiekiem i które, jak wykazano, są podatne na ćwiczenia aerobowe (kora czołowa dolna i kora ruchowa).

Badania prowadzone w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci napędzały ciągłe promowanie ćwiczeń fizycznych jako jednej z najbardziej wpływowych interwencji w zdrowie i funkcjonowanie ośrodkowego układu nerwowego. W czołówce wielu z tych badań jest wykorzystanie zadaniowego fMRI BOLD do ilościowego określenia korzystnych zmian w funkcji kory mózgowej po ćwiczeniach aerobowych. Prawdziwy wpływ tych badań, choć ma charakter transformacyjny, jest ograniczony, dopóki badacze nie będą w stanie określić wpływu funkcji naczyń mózgowych na dobrze udokumentowaną korzystną zmianę w odpowiedzi BOLD. Badacze wiedzą, że starsze osoby dorosłe, które są aktywne fizycznie, poprawiły zdrowie naczyń, ale nie znają pełnego wpływu ćwiczeń na zdrowie naczyń mózgowych. Jeśli hipotezy dotyczące poprawy perfuzji i CVR zostaną poparte, będzie to stanowiło podstawę obecnych strategii interwencyjnych i doda ważne dodatkowe informacje na temat potencjału ćwiczeń w celu poprawy zdrowia mózgu w starzeniu. Miałoby to wpływ na starzejących się weteranów zagrożonych chorobą neurodegeneracyjną spowodowaną dysfunkcją naczyń mózgowych.