Wpływ ekspresji genów wysiłkowych i modyfikacji histonów u pacjentów z porażeniem połowiczym

Udar mózgu jest jedną z głównych przyczyn niepełnosprawności na całym świecie. Porażenie połowicze to nazwa stanu klinicznego występującego po udarze. Jest to utrata siły w ramieniu, nodze, a czasem i twarzy po jednej stronie ciała. Rehabilitacja jest niezbędna, aby zminimalizować następstwa udaru mózgu, a pacjenci poddawani ciągłej, profesjonalnej i systematycznej rehabilitacji po ostrej fazie mają tendencję do szybkiego powrotu do zdrowia. Ważnym celem terapeutycznym rehabilitacji motorycznej jest maksymalizacja plastyczności neuronów i ułatwienie zadań motorycznych poprzez uczenie się motoryczne podczas ćwiczeń terapeutycznych w neurorehabilitacji pacjentów z dysfunkcjami motorycznymi. W szczególności oczekuje się, że nienaruszone obszary mózgu związane z motoryką kompensują upośledzenie systemów neuronowych. Dlatego oczekuje się, że ćwiczenia terapeutyczne zrekompensują upośledzenie układu neuronowego poprzez zmianę (korowej) sieci neuronowej, a także ekspresję receptorów postsynaptycznych, neuroprzekaźników presynaptycznych, regenerację, modulację i tworzenie synaptyczne w synapsach korowych. Mechanizmy epigenetyczne regulują transkrypcję genów w oparciu o modyfikacje regionów promotorowych DNA i histonów w chromatynie. Mechanizmy epigenetyczne obejmują różne modyfikacje DNA i histonów (tj. metylację i acetylację DNA i histonów). W szczególności poziom acetylacji specyficznych reszt lizyny w histonach jest jedną z najpotężniejszych modyfikacji epigenetycznych i jest niezbędny do regulacji transkrypcji. Badania pokazują, że ćwiczenia zmniejszają ekspresję i aktywność HDAC oraz zwiększają acetylację histonów, regulując w górę ekspresję genów ważnych dla neuroplastyczności.

Niektóre geny związane z neuroplastycznością to: mózgowy czynnik neurotroficzny (BDNF), białko wiążące element odpowiedzi cAMP (CREB1), białko związane ze wzrostem 43 (GAP43), receptor neurotroficzny kinaza tyrozynowa 2 (NTRK2), synapsyna I (SYN1).

Acetylacja histonu H3 lizyny 27 (H3K27ac) odgrywa kluczową rolę w epigenetycznej regulacji ekspresji genów i jest powiązana z takimi procesami, jak neuroplastyczność, pamięć i uczenie się. Różne badania wykazały, że czynniki środowiskowe, takie jak ćwiczenia, mogą zwiększać poziom H3K27ac, a tym samym wspierać neuroplastyczność.

W tym badaniu uczestnicy z ostrym porażeniem połowiczym będą objęci tym samym rutynowym programem rehabilitacji. Ekspresja genów związanych z neuroplastycznością i poziomy acetylacji histonów zostaną porównane w krwi żylnej pobranej od pacjenta przed i po wysiłku fizycznym.

Dodatkowo pacjent zostanie przebadany przed i po wysiłku fizycznym oraz rutynowo wykonany Mini-Test Psychiczny, Ocena Brunnstroma, Ocena Fulg-Meyera kończyn górnych i dolnych, Ocena Spastyczności za pomocą zmodyfikowanej skali Ashwortha, Skala Niezależności Funkcjonalnej, Kwestionariusz Funkcji Ręki Udarowej ABILHAND, Wpływ Udaru Kwestionariusz, zostanie przeprowadzony test chodu na 10 metrów w celu oceny jakości życia i funkcji motorycznych.