Ćwiczenia i energetyka mózgu w chorobie Parkinsona (EBEPD)

Wcześniejsze prace badały związek między zmniejszoną energetyką mózgu (poprzez dysfunkcję mitochondriów), chociaż badanie in vivo nigdy nie było wykonalne ze względu na ograniczenia technologiczne. Co więcej, ostatnie prace sugerują, że ćwiczenia mogą pomóc zmniejszyć efekt dysfunkcji mitochondriów. Istnieją zatem przekonujące dowody na zbadanie energetyki mózgu / funkcji mitochondriów in vivo, w zdrowiu, na różnych etapach choroby i związku z ćwiczeniami. Chociaż takie pomiary są z natury trudne, oczekuje się, że użyteczna miara zostanie uzyskana ze stosunku między mózgowym tempem metabolizmu tlenu (CMRO2) a mózgowym tempem metabolizmu glukozy (CMRGlu), jeśli są one mierzone jednocześnie. Równoczesny aspekt tych dwóch pomiarów jest niezwykle ważny, ponieważ dobowe wahania CMRO2 mogą sięgać nawet 20%, podczas gdy te w CMRGlu nawet 38%. Na szczęście, biorąc pod uwagę ostatnie postępy w technice pomiarowej i rozwoju oprzyrządowania, takie badania stają się obecnie możliwe: CMRO2 można uzyskać za pomocą bardzo zaawansowanych technik funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) z manipulacjami oddechowymi, podczas gdy CMRGlu można oszacować za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) przy użyciu znacznika 18F-fluorodeoksyglukozy (FDG-PET). Uważa się, że niższy niż normalny stosunek między CMRO2 i CMRGlu w połączeniu ze spadkiem CMRGlu w dowolnym obszarze mózgu wskazuje na lokalnie upośledzoną energetykę mózgu, związaną ze zmienioną funkcją mitochondriów.

Badacze wysuwają hipotezę, że (i) energetyka mózgu, mierzona jako stosunek CMRO2/CMRGlu, zmienia się we wczesnej fazie choroby Parkinsona (PD) w porównaniu ze zdrowymi kontrolami dobranymi pod względem wieku (HC) i nadal ulega zmianie w miarę postępu choroby; oraz (ii) ćwiczenia pozytywnie wpłyną na zmiany w energetyce mózgu u osób z PD.

Badacze zrekrutują do 30 osób z PD, które nie ćwiczą regularnie, i do 10 osób z PD, które regularnie ćwiczą. 30 niećwiczących zostanie poddanych nadzorowanej, sześciomiesięcznej interwencji w grupach, ze skanami PET/MRI przed i po. 10 ćwiczących zostanie przeskanowanych tylko raz (w celu porównań obserwacyjnych z osobami niećwiczącymi na początku badania) i nie zostanie poddanych interwencji ruchowej. W oddzielnym badaniu badacze zrekrutują do 30 HC do porównania, aby porównać ich wskaźniki energetyczne mózgu z wskaźnikami osób z PD na początku badania w celu przetestowania hipotezy (i). Spośród 30 osób niećwiczących połowa zostanie wyznaczona do rozpoczęcia interwencji ćwiczeniowej natychmiast po skanowaniu linii bazowej, a druga połowa będzie miała sześć miesięcy opóźnienia w rozpoczęciu interwencji. Podczas opóźnienia badani będą wykonywać bierne ćwiczenia w grupach, aby kontrolować interakcje społeczne i możliwe efekty placebo. Porównania podłużne osób niećwiczących przed i po interwencji przetestują hipotezę (ii).

Cele tego badania są dwojakie: (i) zbadanie mechanizmu inicjującego chorobę (nieprawidłowa funkcja mitochondriów i upośledzona bioenergetyka komórkowa), który mógłby stanowić nowy cel terapeutyczny; oraz (ii) zbadanie skutków interwencji: chociaż będzie to badanie pilotażowe, obejmujące ograniczone schematy ćwiczeń, wszelka zdobyta wiedza na temat wpływu ćwiczeń na energetykę mózgu będzie miała ogromny wpływ na projektowanie terapii neuroprotekcyjnych i spersonalizowanego leczenia .