Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) jako metoda pomiaru pojemności oksydacyjnej mitochondriów mięśni szkieletowych u chorych na raka piersi i u wszystkich pacjentek z nowotworem ginekologicznym

Testy uczestników NIRS zostaną przeprowadzone w laboratorium Human Performance Laboratory Uniwersytetu Południowej Karoliny w Greenville, zlokalizowanym na terenie Cancer Institute Faris Road. Badanie będzie trwało około 30 minut na sesję, przy maksymalnie 180 minutach na pacjenta. Zmiennymi niezależnymi w tym badaniu są schemat leczenia i liczba terapii chemioterapeutycznych. Zmiennymi zależnymi w tym badaniu będą zmiany w stanie natlenienia i odtlenienia mięśnia obszernego bocznego, mierzone za pomocą urządzenia NIRS, wskazujące zdolność oksydacyjną mitochondriów po serii jazdy na rowerze. Pacjenci zostaną poproszeni o unikanie ćwiczeń i używania niektórych substancji (tytoń, alkohol, kofeina i przeciwwskazane leki) na 24 godziny przed badaniem.

Uczestnicy zostaną poproszeni o wykonanie ćwiczeń w krótkich spodenkach lub ich odpowiednikach. Uczestnicy najpierw usiądą w spoczynku na krześle, po czym urządzenie NIRS zostanie przyłożone do mięśnia obszernego bocznego. Urządzenie będzie wyposażone w dwustronną taśmę samoprzylepną, która delikatnie przymocowuje urządzenie do skóry. Urządzenie zostanie owinięte w czarną tkaninę, aby całkowicie zabezpieczyć jego położenie, ograniczyć jego mobilność i zablokować światło otoczenia w laboratorium. Następnie uczestnicy wstają i podchodzą do roweru z systemem NIRS przymocowanym do nogi uczestnika. Uczestnicy będą siedzieć na rowerze przez 2 minuty, mając na sobie dopasowaną maskę, która w wygodny sposób mierzy szybkość i ilość poboru tlenu przez uczestnika (VO2) oraz inne pomiary wentylacji w spoczynku i podczas ćwiczeń.

Naukowcy określą krzywą progu mleczanowego i próg wentylacji uczestnika podczas stopniowanego testu wysiłkowego. Próg mleczanowy jest miarą szybkości, z jaką wzrasta pomiar poziomu mleczanu we krwi włośniczkowej w wyniku zwiększonej intensywności ćwiczeń. Krzywa mleczanu we krwi zostanie wykorzystana do określenia zindywidualizowanej mocy w watach do późniejszych testów wysiłkowych „kinetyki włączania i wyłączania” (patrz opis poniżej). Poziom mleczanu we krwi włośniczkowej będzie oznaczany poprzez nakłucie palca w celu przeprowadzenia badania w miejscu opieki. Próg wentylacyjny będzie mierzony za pomocą kalorymetrii pośredniej za pomocą wózka metabolicznego, który wychwytuje wydychane gazy (O2 i CO2) przez wygodną silikonową maskę noszoną przez uczestnika.

Podstawowy poziom mleczanu we krwi zostanie uzyskany w spoczynku, a następnie uczestnik zostanie poinstruowany, aby jeździć na rowerze przez trzy minuty, zaczynając od mocy 10 W. Po zakończeniu 3-minutowego etapu moc wyjściowa wzrośnie o 15 watów. Uczestnik będzie jeździł na rowerze przez 3 minuty na każdym etapie, aż jego próg mleczanowy osiągnie 4,0 mmol/l. Gdy poziom mleczanu we krwi osiągnie 4,0 mmol/l, zostanie przeprowadzony ostatni, trzyminutowy etap. Ostateczny odczyt poziomu mleczanu zostanie uzyskany po zakończeniu tego etapu ćwiczeń. Moc wyjściowa odpowiadająca 1,1-krotności mocy, przy której próg mleczanowy przekroczył 4,0 mmol/l, zostanie wykorzystana jako intensywność ćwiczeń („on-kinetyka”) podczas kolejnych wizyt towarzyszących chemioterapii.

Uczestnicy będą wracać na każdą kolejną wizytę w ciągu tygodnia przed kolejnym wlewem chemioterapii, o ile będą w stanie bezpiecznie kontynuować protokół ćwiczeń. Urządzenie NIRS zostanie przymocowane do nogi uczestnika podobnie jak podczas pierwszej wizyty, a uczestnicy założą maskę w celu pomiaru wentylacji. Uczestnicy rozpoczną pedałowanie w ramach rozgrzewki przy mocy 0 watów przez 2 minuty. Po zakończeniu dwuminutowego okresu rozgrzewania moc wyjściowa wzrośnie do wcześniej obliczonej mocy wynoszącej 1,1x LT. Uczestnik będzie jeździł na rowerze z wybraną przez siebie rytmem, przy tej mocy, przez 2 minuty („kinetyka włączenia”). Na koniec każdego etapu on-kinetyki uczestnicy zostaną poproszeni o ocenę poziomu wysiłku podczas ćwiczeń, współczynnika postrzeganego wysiłku (RPE). Następnie uczestnik przestaje pedałować i pozostaje w fazie odpoczynku, siedząc na rowerze przez 2 minuty (etap „off-kinetics”). Gdy do końca etapu „off-kinetics” pozostanie 5 sekund, uczestnik zacznie pedałować w tej samej, wybranej przez siebie rytmie w następnym etapie „off-kinetics”, po którym nastąpi kolejny 2-minutowy okres „off-kinetics”. Ten cykl ćwiczeń, po którym następuje odpoczynek, znany jako kinetyka włączenia i wyłączenia, będzie powtarzany maksymalnie 3 razy lub do momentu, gdy uczestnik osiągnie umyślne zmęczenie.

Przed zaangażowaniem uczestników w ćwiczenia rowerowe badacze będą przeprowadzać ankiety MoCA, BFI, spożycie aktywności fizycznej, PROMIS Global Health i GLTPAQ. Po każdej sesji badania badacze będą także przeprowadzać ankiety BFI, PROMIS Global Health i Physical Activity Follow-up, aby ocenić zmiany w zakresie zmęczenia związanego z nowotworem, związanego z chemioterapią, które może pojawić się w okresie badania.

Uczestnicy zostaną poddani rutynowym, standardowym pobraniom krwi do morfologii krwi i badaniom metabolicznym przez lekarza prowadzącego, za pomocą dodatkowej rurki, podczas tego samego wkłucia żyły, w celu uzyskania próbki obejmującej biomarkery związane ze zdrowiem mitochondriów w celu badań korelacyjnych.