Ćwiczenia u osób starszych zagrożonych cukrzycą typu 2

Wpływ ćwiczeń na funkcje poznawcze i strukturę mózgu u osób starszych zagrożonych cukrzycą typu 2: badanie 3T MRI

Cele/pytania badawcze:

W tym badaniu pytania badawcze obejmowały:

1. Czy trening oporowy dwa razy w tygodniu wpływa na funkcje poznawcze w porównaniu z ćwiczeniami równowagi i tonu u osób starszych zagrożonych cukrzycą?
2. Czy trening oporowy może modyfikować strukturę i objętość mózgu w różnych strukturach mózgu, zwłaszcza w hipokampie, w porównaniu z treningiem równowagi i tonu (kontrola) u osób starszych zagrożonych cukrzycą?

hipotezy:

1. 6-miesięczny trening oporowy poprawi funkcje poznawcze u osób starszych zagrożonych cukrzycą w porównaniu z treningiem równowagi i tonu. Przewidujemy znaczną poprawę funkcji wykonawczych w grupie wytrenowanej oporowo w porównaniu z grupą ćwiczącą równowagę i ton.
2. Sześciomiesięczny trening oporowy pozwoli zachować strukturę i objętość hipokampa u osób starszych zagrożonych cukrzycą w porównaniu z ćwiczeniami na równowagę i ton.

Projekt:

6-miesięczna randomizowana, kontrolowana próba, pojedyncza ślepa grupa badawcza: 1) Eksperymentalna: Trening oporowy (RT) 2) Kontrola: Trening równowagi i tonu (BAT)

Metodologia:

Badanie przesiewowe: Uczestnicy przeprowadzają wstępne badanie przesiewowe przez telefon. Zainteresowanym uczestnikom zostanie przesłany list informacyjny (pocztą elektroniczną lub w preferowany sposób), aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje na temat badania. Osoby, które się kwalifikują, zostaną zaplanowane w laboratorium na podstawowe oceny.

Oceny wyjściowe: Zostaną wypełnione następujące kwestionariusze/testy/oceny. Uczestnicy mogą odrzucić dowolny lub wszystkie testy lub mogą nie odpowiadać na żadne z pytań. Jeśli zdecydują się nie odpowiedzieć na pytanie lub wypełnić test, który jest niezbędny do potwierdzenia uprawnień, zostaną wykluczeni z dalszej części badania.

Randomizacja: Gdy uczestnicy ukończą wszystkie podstawowe oceny, zostaną losowo przydzieleni do jednej z dwóch grup za pomocą generatora liczb losowych. Wszyscy uczestnicy mają równe szanse na dostanie się do 2 grup.

Całkowity czas potrzebny na wykonanie podstawowych ocen w laboratorium (z wyłączeniem obrazowania metodą rezonansu magnetycznego; MRI) wyniesie od 2 do 2,5 godziny.

1. Podstawowy kwestionariusz demograficzny: zostanie wykorzystany do scharakteryzowania naszej próby.
2. Functional Comorbidity Index (FCI): 18-punktowa lista diagnoz używana do określenia chorób współistniejących.
3. Kwestionariusz snu: Określa jakość i ilość snu w okresie jednego miesiąca, a konkretnie poprzedniej nocy.
4. Skala równowagi specyficznej dla czynności (ABC): 16-punktowy kwestionariusz samoopisowy używany do oceny równowagi i mobilności funkcjonalnej. Uczestnicy oceniają pewność równowagi w zakresie zdolności do wykonywania codziennych czynności.
5. The Lawton Instrumental Activities of Daily Living (IADL): Kwestionariusz samoopisowy używany do oceny umiejętności samodzielnego życia.
6. Skala Aktywności Fizycznej dla Osób Starszych (PASE): Służy do pomiaru poziomu aktywności fizycznej zgłaszanej przez samych siebie i składa się z 12 pytań dotyczących codziennej aktywności związanej z czasem wolnym, domem i pracą.
7. Kanadyjski Kwestionariusz Ryzyka Cukrzycy (CANRISK): 12-punktowy kwestionariusz samoopisowy używany do określenia, czy uczestnicy są narażeni na wysokie ryzyko wystąpienia stanu przedcukrzycowego lub cukrzycy typu II.
8. Kwestionariusz cukrzycowy: Kwestionariusz do określenia ryzyka cukrzycy.
9. Skala depresji geriatrycznej: 15-punktowy kwestionariusz używany do testowania obecności depresji. Jeśli podejrzewa się depresję, główny badacz (PI) zapewni uczestnikowi kopię kwestionariusza i doradzi uczestnikowi, aby umówił się na wizytę u lekarza rodzinnego w celu omówienia wyników.
10. Krótka ankieta składająca się z 12 pozycji (SF-12): Samoopisowe badanie stanu zdrowia.
11. Sześciominutowy test marszu: Służy do oceny wydolności tlenowej. Uczestnicy chodzą z normalną prędkością przez łącznie 6 minut po korytarzu na zewnątrz naszego laboratorium. Rejestrowany jest całkowity przebyty dystans w metrach.
12. Test Timed Up and Go (TUG): używany do oceny mobilności. Uczestnicy siadają na krześle i muszą wstać, przejść dystans 3 metrów w swoim zwykłym tempie, odwrócić się, wrócić na swoje krzesło i ponownie usiąść. Czas ukończenia każdej z dwóch oddzielnych prób jest zapisywany w sekundach.
13. Bateria krótkiej sprawności fizycznej (SPPB): używana do oceny szybkości chodu, równowagi i funkcji fizycznych kończyn dolnych za pomocą zadań naśladujących codzienne czynności; obejmuje trzy zadania: Zadanie równowagi na stojąco, Zadanie szybkości marszu i Test stania na krześle.
14. Historia upadków: używana do oceny mobilności i ryzyka upadków.
15. Maksimum jednego powtórzenia (1RM): Fizyczna miara maksymalnej siły mięśni danej osoby podczas pojedynczego powtórzenia i służy do określenia pożądanego obciążenia podczas treningu oporowego. Ćwiczenia obejmują wyciskanie nóg, wyciąganie mięśni najszerszych grzbietu, uginanie nóg, wyciskanie na klatkę piersiową, uginanie bicepsów, prostowanie tricepsów i rzędy kół pasowych.
16. Sparowane uczenie asocjacyjne (PAL) Zadanie ekranu dotykowego: Służy do testowania uczenia się i zapamiętywania trzech obiektów, które są powiązane z prawidłową lokalizacją przestrzenną na ekranie.
17. Zadanie Trail Unique-Non-Matching-Location (TUNL): Jest to zadanie działającej pamięci przestrzennej, które polega na wybraniu innego bodźca (niepasującego) do bodźca prezentowanego na ekranie po okresie opóźnienia. Bodźce są prezentowane w miejscach oddalonych od siebie lub blisko siebie, aby rzucić wyzwanie pamięci przestrzennej.
18. Zadanie z ekranem dotykowym Progressive Ratio (PR): To zadanie sprawdza motywację i uwagę i polega na wielokrotnym dotykaniu kwadratowego bodźca na środku ekranu w celu uzyskania punktów w jednej próbie. Liczba dotknięć wymaganych do zdobycia punktów wzrasta w skali rampy, która zaczyna się od jednego dotknięcia, a następnie jest zwiększana o cztery przy każdej kolejnej próbie. Jeśli uczestnik przestanie odpowiadać na 5 minut, zadanie zostaje zatrzymane, a punkt przerwania (zatrzymania) jest rejestrowany.
19. Mini-Mental Status Examination (MMSE): Stosowany jako narzędzie przesiewowe pod kątem zaburzeń funkcji poznawczych. Ten 11-punktowy test ocenia globalne funkcje poznawcze w domenach orientacji, rejestracji, uwagi i liczenia, zapamiętywania i języka. Maksymalny wynik to 30.
20. Montreal Cognitive Assessment (MoCA): Stosowany jako narzędzie przesiewowe w przypadku łagodnych zaburzeń poznawczych. Ten test ocenia zdolności poznawcze w zakresie uwagi i koncentracji, funkcji wykonawczych, pamięci, języka, umiejętności wizualno-konstrukcyjnych, myślenia koncepcyjnego, obliczeń i orientacji. Maksymalny wynik to 30.
21. Skala oceny choroby Alzheimera Podskala poznawcza 11 (ADAS-Cog-11): Test z 11 zadaniami mierzącymi różne funkcje poznawcze (pamięć, język, praxis, uwaga). Stosowany szeroko w badaniach klinicznych do oceny dysfunkcji poznawczych i choroby Alzheimera.
22. Trail Making Test (TMT): Służy do oceny funkcji wykonawczych w obszarach uwagi wzrokowej (część A) i przesunięcia zestawu (zdolność do przenoszenia uwagi między jednym zadaniem a drugim; część B). Czas ukończenia tego testu jest zapisywany w sekundach.
23. Stroop: Służy do oceny funkcji wykonawczych w obszarach selektywnej uwagi, szybkości przetwarzania i elastyczności poznawczej. Czas ukończenia tego testu jest zapisywany w sekundach.
24. Rozpiętość cyfr: Służy do oceny pamięci roboczej. Uczestnicy są zobowiązani do zapamiętania i przywołania serii list numerycznych zarówno w przód, jak iw tył.
25. Badania krwi: Pobierzemy próbki krwi w celu zbadania poziomu hemoglobiny glikowanej i glukozy na czczo w celu określenia stanu cukrzycy (stan przedcukrzycowy, cukrzyca) oraz biomarkerów zdrowia mózgu (czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego, insulinopodobny czynnik wzrostu 1). Krew zostanie pobrana w laboratorium zdrowia fizycznego. Pobieranie krwi zostanie wykonane przez dyplomowaną pielęgniarkę (RN) Arlene Fleischhauer w laboratorium współbadacza (Co-I) Kevina Shoemakera lub przez naszą przeszkoloną studentkę naukową, Olivię Ghosh-Swaby.
26. Kwestionariusz gotowości do aktywności fizycznej (PAR-Q): Badacze dostarczą ten formularz do wypełnienia przez lekarza rodzinnego i odesłania. Formularz przedstawia lekarzowi rodzinnemu program ćwiczeń w badaniu, aby mógł udzielić odpowiedniej porady.

Formularz badania MRI: Służy do badania kwalifikującego do skanowania MRI. Skanowanie MRI zostanie wykonane w Centrum Mapowania Funkcjonalnego i Metabolicznego w Instytucie Badawczym Robarts.

Jednogodzinne skanowanie będzie składało się z następujących elementów:

1. Strukturalny skan MRI 3Tesla (3T) (T1) w celu zbadania obrazów struktury mózgu do obrazów strukturalnych specyficznych dla podmiotu.
2. Funkcjonalna łączność w stanie spoczynku w celu zbadania aktywacji w sieci stanu spoczynku.

Interwencja ruchowa: Zajęcia ruchowe będą odbywać się dwa razy w tygodniu przez 26 tygodni (6 miesięcy). Zajęcia będą miały charakter grupowy, maksymalnie 5 uczestników w każdej grupie. Wszystkie zajęcia będą trwały łącznie 1 godzinę - 10 minut rozgrzewki, 40 minut ćwiczeń głównych, 10 minut wyciszenia. Liderzy zajęć będą obecni na wszystkich zajęciach, aby monitorować uczestników pod kątem duszności, prawidłowej techniki oraz ograniczać ryzyko/zagrożenia podczas zajęć ćwiczeniowych. Protokół ten był szeroko stosowany przez PI (Liu-Ambrose i in., 2010; Liu-Ambrose i in., 2012; Nagamatsu i in., 2012; Nagamatsu i in., 2013).

TRENING OPORU: Ćwiczenia będą wykonywane w laboratorium ćwiczeń Kevina Shoemakera w budynku nauk o zdrowiu. Uczestnicy będą korzystać z programowalnych maszyn do ćwiczeń wraz z wolnymi ciężarami, aby dotrzeć do głównych grup mięśniowych. Ponadto wykonają mini-przysiady, mini-wykroki i spacery z wykrokami. Uczestnicy wykonują dwa zestawy po 6-8 powtórzeń. Bodziec treningowy zostanie zwiększony przy zastosowaniu metody „7-RM” – gdy 2 serie po 6-8 powtórzeń zostaną wykonane w odpowiedniej formie i bez dyskomfortu. Będziemy rejestrować liczbę wykonanych serii i podniesiony ciężar dla każdego ćwiczenia dla każdego uczestnika na każdych zajęciach.

RÓWNOWAGA I TON (kontrola): Ćwiczenia będą wykonywane w laboratorium ćwiczeń z nauk o zdrowiu (tak samo jak powyżej). Obejmą one ćwiczenia rozciągające, zakres ćwiczeń ruchowych, podstawowe ćwiczenia wzmacniające, ćwiczenia równowagi i techniki relaksacyjne. Zastosowana zostanie tylko masa ciała (tj. bez dodatkowego obciążenia). Ta grupa kontroluje zmienne zakłócające, takie jak trening fizyczny otrzymany podczas podróży do ośrodków szkoleniowych, interakcje społeczne i zmiany stylu życia wtórne do udziału w badaniu

Zgodność: Obecność na zajęciach zostanie odnotowana przez instruktorów zajęć.

Zdarzenia niepożądane: Wszystkie zdarzenia niepożądane, które wystąpią podczas zajęć ruchowych, zostaną odnotowane i natychmiast zgłoszone.

Kwestionariusz Fidelity: Aby zapewnić spójność między zajęciami ćwiczeń i pomóc zidentyfikować wszelkie potencjalne problemy z programem, raz w miesiącu partner niezwiązany z nauką wypełniał kwestionariusz, podczas którego uczestniczył i oceniał losowo wybraną sesję RT i BAT.

Miesięczne oceny: Podczas 6-miesięcznej interwencji ćwiczeniowej uczestnicy dokonują comiesięcznych ocen.

1. PASUJ
2. Kalendarz upadków

Oceny końcowe: Wszystkie oceny wyjściowe zostaną zakończone po zakończeniu badania (26 tygodni), W TYM badanie MRI i pobranie krwi za zgodą.

Znaczenie:

Badanie to wyjaśni, czy ćwiczenia oporowe są wiarygodną interwencją w przypadku pogorszenia funkcji poznawczych u osób zagrożonych cukrzycą. Wyniki tego badania określą również realny punkt czasowy do interwencji przed rozpoczęciem znacznego spadku liczby osób starszych z zaburzoną homeostazą metaboliczną. Ponadto badanie to może potencjalnie zidentyfikować opłacalne i dostępne strategie poprawy funkcji poznawczych u osób zagrożonych spadkiem. Biorąc pod uwagę ogromne obciążenie (finansowe, jakość życia, niezależność) związane ze spadkiem funkcji poznawczych w naszym starzejącym się społeczeństwie, nie można przecenić potencjalnych pozytywnych implikacji naszego badania.