Oś serce-mózg i stres psychospołeczny

Głównym celem projektu jest prospektywne określenie wpływu płci na aktywność metaboliczną ciała migdałowatego i perfuzję mięśnia sercowego w populacji zdrowych kobiet po menopauzie i starszych mężczyzn znajdujących się w warunkach ostrego stresu psychospołecznego.

Podstawową hipotezą badania jest to, że kobiety doświadczają nieproporcjonalnej aktywności metabolicznej ciała migdałowatego i zmniejszonej perfuzji mięśnia sercowego w odpowiedzi na stres psychospołeczny w porównaniu z mężczyznami.

Projekt ten jest monocentrycznym prospektywnym badaniem obserwacyjnym obejmującym hybrydową pozytonową tomografię emisyjną/rezonans magnetyczny (PET/MR) oraz pobieranie próbek biologicznych od zdrowych osób w wieku 50-75 lat (kobiet i mężczyzn po menopauzie). Aby wywołać ostry stres psychospołeczny, badacze zastosowali Montreal Imaging Stress Test (MIST), gdy uczestnicy znajdowali się wewnątrz skanera PET/MR, oraz Trier Social Stress Test (TSST), gdy uczestnicy znajdowali się poza skanerem PET/MR. Zarówno TSST, jak i MIST są standaryzowanymi testami i są szeroko stosowane w celu wywołania wiarygodnych reakcji na stres biologiczny w warunkach laboratoryjnych. Nie planuje się dalszych badań. Po włączeniu do badania przeprowadzono wywiady z poszczególnymi osobami i zebrano dane dotyczące zdrowia za pomocą kwestionariuszy. Ponadto pobrano próbki biologiczne, w tym krew, paznokcie i ślinę. Ochotników poddano obrazowaniu przepływu krwi w mięśniu sercowym (MBF) i perfuzji mózgowej przy użyciu amoniaku (13NH3)-PET, a także obrazowaniu czynnościowemu przy użyciu rezonansu magnetycznego (MRI) – obie rutynowo stosowane techniki obrazowania. Badanie 13NH3-PET/MR przeprowadzono w stanie spoczynku i pod wpływem stresu (MIST). Następnie uczestnicy badania przeszli badanie TSST, a następnie obrazowanie metaboliczne całego organizmu za pomocą fluor-18-deoksyglukozy (18F-FDG)-PET/MRI, umożliwiające m.in. badanie metabolizmu mózgu i szpiku kostnego. Równolegle przez całe badanie monitorowano reakcję tętna (HRR), a katecholaminy zbierano na początku badania i po stresie, aby ocenić wpływ układu autonomicznego na serce. Całkowita ekspozycja na promieniowanie wynosiła poniżej 5 mSv.

Szczegółowo każdego uczestnika poproszono o wypełnienie kwestionariusza w celu oceny jego wyjściowych cech psychometrycznych podczas wizyty studyjnej.

Pobrano dwie próbki krwi z obwodowego cewnika dożylnego, na początku badania i na końcu TSST. Poziom glukozy we krwi mierzono za pomocą ukłucia palca. Ponadto pobrano próbki śliny o objętości około 1 ml każda w różnych punktach czasowych, zwłaszcza przed i po każdym teście stresu psychicznego. Próbki paznokci pobrano poprzez obcięcie paznokci palców rąk i nóg.

Wszystkie próbki biologiczne od uczestników zostały natychmiast przetworzone, aby umożliwić ich konserwację.

Dane projektowe i próbki były przetwarzane z zachowaniem najwyższej dyskrecji i dostępne wyłącznie dla upoważnionego personelu. W dokumentach dotyczących konkretnego projektu uczestnicy są identyfikowani jedynie za pomocą unikalnego numeru uczestnika. Wykorzystano zakodowane dane, a lista identyfikacyjna uczestników jest dostępna wyłącznie dla badaczy. Dane są chronione przed nieuprawnionym lub przypadkowym ujawnieniem, zmianą, usunięciem, kopiowaniem i kradzieżą za pomocą wbudowanych mechanizmów Redcap®. Materiał biologiczny w tym projekcie nie jest identyfikowany na podstawie nazwiska uczestnika, ale na podstawie unikalnego numeru uczestnika.

Uczestnicy zostali poproszeni o post przez co najmniej 2,5 godziny przed wizytą studyjną i powstrzymanie się od dużej aktywności fizycznej przez co najmniej 24 godziny. Wszyscy uczestnicy badania zostali poddani seryjnemu obrazowaniu na dedykowanym hybrydowym skanerze PET/MR (GE Healthcare) przy użyciu 13N-NH3 i 18F-FDG jako zatwierdzonych znaczników, zgodnie z codzienną rutyną kliniczną. Rejestrowano MRI całego ciała (18F-FDG) lub mózgu i serca (13-NH3) jednocześnie ze wszystkimi obrazami PET. Rozpoczynając od dożylnego podania w bolusie 200 MBq 13N-NH3, rejestrowano seryjne dynamiczne i statyczne obrazy PET przez 30 minut. Równolegle badani przeszli część kontrolną (odpoczynkową) MIST (zadanie matematyczne wewnątrz skanera). Podano drugą dawkę 400 MBq 13N-NH3 i rejestrowano obrazy w tej samej sekwencji akwizycji przez 30 minut, równolegle do części MIST dotyczącej stresu.

Po przerwie wszystkim osobom wstrzyknięto 150 MBq 18F-FDG, a następnie wykonano test TSST poza skanerem. Podczas pierwszej części egzaminu TSST panel składający się z dwóch do trzech sędziów (przeszkolony personel), wyposażony w kamerę wideo, prosi uczestnika o przygotowanie 5-minutowej prezentacji. W tym celu uczestnicy mogą skorzystać z papieru i długopisu, ale muszą rozdać swoje notatki na początku prezentacji. Podczas 5-minutowej prezentacji sędziowie obserwują uczestników, nie komentując ani nie wyrażając mimiki. Uczestnicy proszeni są o kontynuowanie, jeśli zatrzymają się przed upływem pełnych 5 minut. W drugiej części TSST uczestnicy wykonują w pamięci zadanie arytmetyczne, podczas którego proszeni są o odliczanie wstecz od 1022 w krokach co 11. Następnie uczestnicy mogli odpocząć w wyznaczonym, oddzielnym ciemnym pomieszczeniu (faza odpoczynku), a badanie 18F-FDG-PET wykonano około godz. 60 minut po wstrzyknięciu znacznika w celu oceny aktywności metabolicznej w mózgu, zgodnie z rutynowymi procedurami na Oddziale Medycyny Nuklearnej Szpitala Uniwersyteckiego w Zurychu. Tętno i ciśnienie krwi rejestrowano na początku badania i podczas całej procedury.

Procedura od skanowania wstępnego do zakończenia skanowania końcowego trwa około 3,5 godziny. Łącznie z 2 godzinami przygotowań uczestnicy spędzili na badaniu łącznie około 5,5 godziny.