Wpływ ćwiczeń Nordic Walking na chód, objawy motoryczne/niemotoryczne oraz biomarkery ćwiczeń w chorobie Parkinsona

Choroba Parkinsona (chP) jest bardzo rozpowszechnionym schorzeniem neurodegeneracyjnym u osób starszych, które prowadzi do obniżenia poziomu aktywności, niepełnosprawności fizycznej i przyspieszonego, związanego z wiekiem spadku sprawności ruchowej. Dysfunkcja chodu i niestabilność postawy to kluczowe problemy motoryczne, które rozwijają się wraz z postępem choroby i niekorzystnie wpływają na niezależną mobilność, ryzyko upadków i udział w aktywności. Zapobieganie utracie równowagi, chodu i pogorszeniu sprawności to priorytetowe cele w fizjoterapii osób z PD. Wczesne interwencje oparte na aktywności i ćwiczeniach są wspierane jako kluczowe elementy zarządzania chorobą i spowalniania postępu choroby. Ponadto należy dokładniej wyjaśnić podstawowe mechanizmy, dzięki którym interwencje oparte na ćwiczeniach wpływają na zmiany objawów motorycznych i niemotorycznych w PD.

Zindywidualizowane zalecenia dotyczące ćwiczeń aerobowych, które są specyficzne dla danego zadania, stanowią wyzwanie i są wykonalne w ramach niezależnego programu ćwiczeń, są potrzebne osobom z chorobą Parkinsona, aby zoptymalizować chód i funkcje motoryczne oraz utrzymać długoterminowe zaangażowanie w regularne ćwiczenia fizyczne. Zgłoszono, że chodzenie jako forma ćwiczeń aerobowych jest bezpieczne w środowisku społecznym i poprawia wyniki funkcjonalne i chodu oraz jakość życia w PD. Nordic walking (NW) to forma marszu fitness z wykorzystaniem specjalnych kijków, która naśladuje wzorzec ruchu całego ciała podczas narciarstwa biegowego, może być wykonywana w różnych terenach i może oferować dodatkowe korzyści wykraczające poza zwykłą bieżnię lub chodzenie po ziemi. Technika NW ma szczególne zalety w przypadku chodu Parkinsona, ponieważ obejmuje rytmikę koordynacji międzykończynowej, zwiększone zaangażowanie kończyn górnych i wyprostowanego tułowia oraz wysoki wydatek energetyczny, co skutkuje korzystnym efektem kondycjonowania tlenowego.

Istnieją również spójne dowody naukowe, zarówno w badaniach klinicznych, jak i na zwierzętach, które wskazują na korzyści płynące z ćwiczeń na poziomie komórkowym w PD. Umiarkowane do intensywnych ćwiczenia aerobowe poprawiają zdrowie mózgu z chorobą Parkinsona i wspierają plastyczność neuronów. Zmiany komórkowe obejmują zwiększony przepływ krwi i angiogenezę, zwiększone działanie czynników neurotroficznych, zmniejszone zapalenie nerwów i wzmocnione odpowiedzi immunologiczne. Ten projekt oceni efekty NW u osób z PD na poziomie molekularnym za pomocą 3 znanych biomarkerów związanych z wysiłkiem fizycznym. Te 3 biomarkery to neurotropowy czynnik pochodzenia mózgowego (BDNF), kortyzol i białka alfa-amylazy (α-amylazy).

Cele studiów:

Biorąc pod uwagę szybkie gromadzenie się dowodów wskazujących na korzyści płynące z ćwiczeń w PD, istnieje potrzeba zbadania, które tryby treningu fizycznego mają pozytywny wpływ zarówno na pomiary kliniczne, jak i na biomarkery wskazujące na zmiany biochemiczne wspierające zdrowie mózgu w PD. Przy wcześniej opisanym umiarkowanym efekcie kondycjonowania tlenowego po NW zarówno u zdrowych osób starszych, jak i kohort z chorobą Parkinsona, zakłada się, że ten intensywny marsz fitness może powodować zmiany na poziomie komórkowym i molekularnym. Badanie zmian w chodzeniu i funkcjach motorycznych/pozamotorycznych po ćwiczeniach NW i korelowanie tych zmian z biomarkerami związanymi z ćwiczeniami może zapewnić podstawowe wsparcie dla neuroochronnych korzyści NW u osób z PD. Dlatego celem tego badania potwierdzającego słuszność koncepcji jest zbadanie natychmiastowego i długoterminowego wpływu ćwiczeń NW na funkcję chodu, objawy ruchowe/nieruchowe chP oraz biomarkery związane z wysiłkiem fizycznym u osób z łagodną do umiarkowanej idiopatyczną chP . Ponadto badanie to zbada niezależne zaangażowanie w ćwiczenia NW po nadzorowanym programie treningowym, aby ocenić wykonalność i trwałość tego trybu ćwiczeń aerobowych specyficznych dla zadania.

Projekt badania:

W badaniu tym wykorzystany zostanie prospektywny projekt badań z pojedynczą kohortą przed i po interwencji. Uzasadnienie tego projektu jest dwojakie: 1. weryfikacja koncepcji w celu oceny efektów interwencji w oparciu o pomiary funkcjonalne i kliniczne po treningu NW i zbadanie, czy pomiary te są związane ze zmianami biomarkerów związanych z ćwiczeniami w PD; oraz 2. ocena wykonalności samodzielnego zaangażowania się w ćwiczenia NW po programie nadzorowanym u osób z łagodną do umiarkowanej chP jako sposób zaangażowania w aktywność fizyczną zadaniową. Ten projekt badawczy obejmie 4-tygodniową fazę wyjściową z dwoma punktami czasowymi do oceny zależnych pomiarów (T0-A i T0-B) w celu oceny stabilnej linii bazowej, po której nastąpi 6-tygodniowa faza interwencji szkoleniowej NW z post- ocena treningu (T1) na koniec 6 tygodni i 3-miesięczna niezależna faza ćwiczeń NW z oceną kontrolną na koniec 3 miesięcy (T2). Poprzednie prace w naszym laboratorium wykazały znaczną poprawę w pomiarach chodu i równowagi po 6-tygodniowym bieżni i rytmicznych protokołach dźwiękowych nad ziemią, dlatego oczekuje się, że 6-tygodniowy czas trwania treningu będzie wystarczający do wywołania efektów treningowych. Nadzorowane przestrzeganie NW i niezależne przestrzeganie ćwiczeń NW, a także wszelkie działania niepożądane będą monitorowane w celu określenia wykonalności i bezpieczeństwa, szczególnie w niezależnej fazie badania NW.

Analiza danych:

Statystyki opisowe dotyczące cech demograficznych pacjentów (np. wiek, czas trwania choroby, stadium, podtyp PD, historia upadków, klasyfikacja poziomu aktywności, leki i choroby współistniejące) zostaną udokumentowane. Podtyp PD jest klasyfikowany jako dominujące drżenie, niestabilność postawy/trudności w chodzie i nieokreślony na podstawie wyniku MDS-UPDRS. Statystyki opisowe dotyczące sesji treningowych pacjenta i postępów treningowych w ciągu sześciu tygodni zostaną zsyntetyzowane i przeanalizowane. Te dane sesji treningowej będą obejmować: aktywność treningową, prędkość marszu, czas trwania i odległość NW, ocenę postrzeganego wysiłku i teren marszu. Dane z dzienników aktywności zostaną zbadane, aby odzwierciedlić przestrzeganie niezależnych ćwiczeń NW i poziom aktywności (liczba kroków dziennie) zarówno podczas 6-tygodniowego programu treningowego, jak i późniejszej fazy niezależnych ćwiczeń. Dane z raportu o upadku i wszelkie zdarzenia niepożądane zostaną udokumentowane. Te opisowe dane dotyczące przestrzegania zaleceń i bezpieczeństwa podczas 3-miesięcznej fazy obserwacji będą odzwierciedlać wykonalność niezależnego domowego programu ćwiczeń NW po nadzorowanym programie treningowym NW.

Zostaną obliczone statystyki opisowe dla chodu, klinicznej PD-motorycznej i niemotorycznej oraz biomarkerów. Porównanie chodu z dwiema liniami bazowymi i pomiarami klinicznymi (T0-A z tygodnia 1 z bazą i T0-B z tygodnia 4) zostanie przeanalizowane przy użyciu zależnych testów t w celu określenia, czy istnieje stabilna linia bazowa dla tych zależnych pomiarów. Jeśli analiza nie wykaże różnic między miarami wyjściowymi, wówczas do porównania z miarami T1 i T2 zostaną użyte T0-B. Jeśli analiza wykaże różnice między miarami bazowymi, to średnia z tych dwóch miar zostanie wykorzystana do porównania z miarami T1 i T2. Rozkład miar zależnych w trzech punktach czasowych (T0, T1, T2) zostanie przeanalizowany w celu oceny, czy spełniają założenia rozkładów normalnych. Jeśli dane mają rozkład normalny, dla każdej miary wyników zostanie zastosowana jednokierunkowa analiza wariancji z powtarzanymi pomiarami (ANOVA) z planowanymi kontrastami w celu porównania linii bazowej z T1, linii bazowej z T2 i T1 z T2. ANOVA to statystyczna metoda testowania różnic między dwoma lub więcej średnimi (średnia = średnia zbioru danych). ANOVA z powtarzanymi pomiarami może być wykorzystana do określenia, czy istnieje jakakolwiek statystycznie istotna różnica między średnimi trzech lub powiązanych grup (w tym badaniu powiązana grupa to określony punkt czasowy). JEŚLI założenia dotyczące normalności nie są spełnione, wówczas test Friedmana z porównaniami parami post hoc z rangą znaków Wilcoxona zostanie zastosowany dla każdej miary wyniku w celu porównania punktów czasowych linii podstawowej z T1, linii podstawowej z T2 i T1 z punktami czasowymi T2. Ze względu na liczbę prowadzonych analiz zastosowano poprawkę Bonferroniego. Poziom istotności ustalono na 0,05. ANOVA z powtarzanymi pomiarami zostanie również wykorzystana do oceny zmian średnich w 8 punktach czasowych zbierania w danych BDNF, kortyzolu i α-amylazy oraz do pokazania przebiegu w czasie efektów ćwiczeń NW u osób z PD. Wartość P ustalono na p

Surowe dane dotyczące ekspresji genów zostaną znormalizowane i skorygowane w tle, aby ustawić zestaw danych na wspólną skalę i usunąć skutki nieswoistego wiązania w mikromacierzach. Wykorzystany zostanie pakiet Limma w języku R, obliczeniowym języku programowania do obliczeń statystycznych i grafiki. Geny ulegające ekspresji różnicowej można następnie zidentyfikować, aby pokazać zmiany ekspresji genów, które są statystycznie istotne między różnymi punktami czasowymi.