Efeitos do Exercício em Autocorrelações de Longo Alcance na Doença de Parkinson

FUNDO

Uma das características mais comuns do movimento humano é sua variabilidade em múltiplas repetições da mesma tarefa rítmica (1). Em humanos, muitos sinais periódicos, como marcha, batimentos cardíacos, atividades respiratórias e neuronais são caracterizados por sua complexidade temporal, flutuando de maneira complexa ao longo do tempo. Embora as flutuações entre os ciclos possam parecer variar aleatoriamente, sem correlações aparentes entre os ciclos, os sistemas saudáveis ​​possuem a memória dos valores anteriores da série exibindo uma estrutura temporal complexa.

Para avaliar a variabilidade em séries temporais fisiológicas, vários métodos matemáticos podem ser usados. Por um lado, métodos matemáticos clássicos, geralmente aplicados em séries temporais mais curtas (dezenas de pontos de dados), quantificam a magnitude da flutuação em um conjunto de valores independentemente de sua ordem na distribuição, calculando o desvio padrão (SD) e o coeficiente de variação (CV). Por outro lado, métodos matemáticos mais complexos, aplicados em séries temporais mais longas (≥512 ciclos), podem ser usados ​​para avaliar a dinâmica da flutuação ao longo do tempo (3). Estes últimos métodos demonstraram que a variabilidade de numerosos sinais fisiológicos (ritmo cardíaco e respiratório ou atividades locomotoras, por exemplo) exibem autocorrelações de longo alcance, em que a interdependência estatística entre os ciclos abrange um número muito grande de ciclos (14).

Esta organização temporal da variabilidade é, portanto, uma propriedade intrínseca dentro de numerosos sistemas biológicos. Além disso, poderia fornecer informações sobre a organização neurofisiológica e a regulação desses sistemas (32). Estudos recentes afirmaram que essas flutuações, incluídas em uma faixa ideal, representariam a capacidade fisiológica subjacente de fazer adaptações flexíveis às tensões cotidianas impostas ao corpo humano (32). Portanto, a presença de tal dinâmica temporal é considerada um marcador crítico de saúde e sua quebra como um índice de condição patológica (18, 25, 32). Na frequência cardíaca humana, por exemplo, desvios de um ótimo de variabilidade na direção da aleatoriedade (por exemplo, fibrilação atrial) ou excesso de regularidade (por exemplo, insuficiência cardíaca congestiva) indicam a perda das capacidades adaptativas do sistema (9, 32) .

Paralelamente, algumas doenças do sistema nervoso central influenciam a variabilidade, principalmente, da marcha. De fato, distúrbios neurodegenerativos como as doenças de Parkinson e Huntington são caracterizados, entre outros, por uma modificação da variabilidade da marcha (observada por uma quebra de autocorrelações de longo alcance) e um alto risco de queda. Embora a origem da autocorrelação de longo alcance permaneça desconhecida, sua quebra nessas doenças sugere um mecanismo de controle central (8, 11, 13, 16, 17, 36).

PROJETO DE PESQUISA

Afetando cerca de 1% da população com mais de 60 anos, a doença de Parkinson (DP) é uma das doenças neurodegenerativas mais comuns. A DP é de natureza progressiva e, portanto, os pacientes enfrentam dificuldades crescentes nas atividades da vida diária e em vários aspectos da mobilidade, como marcha, transferências, equilíbrio e postura. Em última análise, isso leva à diminuição da independência, inatividade e isolamento social, resultando em redução da qualidade de vida. Consequentemente, a melhoria da locomoção é um dos objetivos mais importantes do manejo da DP.

O tratamento da DP tem sido tradicionalmente centrado na terapia medicamentosa, sendo a levodopa considerada o tratamento "padrão ouro". No entanto, mesmo com o tratamento médico ideal, os pacientes parkinsonianos apresentam deterioração da função corporal, das atividades diárias e da participação. Por esse motivo, tem aumentado o apoio à inclusão de terapias de reabilitação como adjuvantes ao tratamento farmacológico e neurocirúrgico. De fato, a atividade física regular retarda a progressão e diminui o risco de queda. Além disso, o exercício tem demonstrado a sua eficácia tanto na preservação das capacidades funcionais como na prevenção de complicações (cardiovasculares, osteoporose,…).

Até o momento, poucos estudos incluíram a análise da variabilidade na avaliação funcional de pacientes que apresentam uma doença neurológica, como a DP. No entanto, distúrbios da marcha e quedas representam não apenas um custo importante para a sociedade, mas também um risco individual considerável de morbi/mortalidade. Um programa de reabilitação adequado deve permitir a redução imediata dos riscos e custos decorrentes dessas desordens. O investigador levanta a hipótese de que a análise da variabilidade da marcha pode ser útil como ferramenta clínica na avaliação do risco de queda e como ferramenta de avaliação da eficácia terapêutica (medicação e/ou exercício físico) na DP. Portanto, os objetivos deste estudo são (1) avaliar a influência do exercício físico na variabilidade da marcha humana e (2) estudar suas possíveis correlações com as habilidades de caminhada e comprometimentos neurológicos de pacientes parkinsonianos.

Pacientes

Os investigadores irão recrutar 50 pacientes com doença de Parkinson idiopática do departamento de Neurologia da Cliniques universitaires Saint-Luc (Bruxelas, Bélgica). O estudo foi aprovado pelo comitê de ética. Todos os pacientes darão consentimento informado por escrito para o estudo. Os critérios de elegibilidade são: diagnóstico de Parkinson idiopático (de acordo com os critérios do Banco de Cérebros da Sociedade de Doenças de Parkinson do Reino Unido), gravidade da doença (de acordo com os estágios I a IV de Hoehn & Yahr modificados), ausência de demência (pontuação do Minimal Mini Mental State Examination de 24 ou superior), uso estável de drogas nas últimas 4 semanas e visão e audição adequadas, obtidas com o uso de lentes corretivas e/ou aparelho auditivo, se necessário. Os pacientes serão excluídos se tiverem comorbidade grave, outros problemas neurológicos, problemas médicos agudos (por exemplo, MI, diabetes) e problemas articulares que afetam a mobilidade e períodos imprevisíveis "Off" (pontuação >2, MDS-UPDRS item 4.5).

Procedimento

O presente estudo é um estudo clínico controlado, randomizado, simples-cego com um desenho cruzado. O grupo controle não mudará sua atividade física habitual enquanto o grupo intervenção se beneficiará do programa de exercícios físicos. Este último incluirá 30 sessões de treinamento em grupo de circuito de 60 min (duas vezes por semana) distribuídas por 15 semanas. Em seguida, os dois grupos serão cruzados. De acordo com as diretrizes recentes, o programa incluirá um trabalho específico de equilíbrio, postura, marcha, condicionamento físico, dupla tarefa e alongamento. Todas as sessões serão realizadas em uma intensidade adequada (i.e. 60-80% da frequência cardíaca máxima prevista). Pelo menos 512 ciclos serão registrados (a uma alta taxa de amostragem (512 Hz)) em uma esteira em uma velocidade confortável auto-selecionada usando um acelerômetro unidimensional gravado no maléolo lateral direito.

Avaliação funcional com base nos 3 domínios da Classificação Internacional de Funcionalidade, Incapacidade e Saúde (CIF)

Os pacientes serão avaliados antes da intervenção (T0) e em 15 (T1), 30 (T2), 45 (T3) e 60 semanas (T4) entre os 3 domínios da CIF:

As deficiências serão avaliadas por MDS-UPDRS, uma análise instrumentada da marcha (cinemática, cinética, eletromiográfica e energética) (18), a distância de caminhada de 6 minutos, o teste de caminhada de 10 metros, a escala ABC e o BESTest (incluindo o Functional Reach Test , o Push & Release e o teste Get Up & Go).

As atividades, participação e qualidade de vida serão avaliadas por meio do Questionário de Impacto na Participação e Autonomia (IPAQ) e um diário de queda.

Análise de variabilidade ambulante

A variabilidade do tempo de revolução será apreciada por métodos matemáticos clássicos e complexos. Métodos matemáticos clássicos (desvio padrão, coeficiente de variação) permitem avaliar a magnitude da flutuação, enquanto métodos matemáticos complexos (autocorrelações de longo alcance) avaliam a dinâmica das flutuações ao longo do tempo (3).

A presença de autocorrelações de longo alcance será avaliada usando a abordagem integrada proposta por Rangarajan e Ding e validada por Crevecoeur et al. no contexto de séries temporais fisiológicas. Esses métodos são descritos com mais detalhes em outro lugar. Resumidamente, o expoente de Hurst (H) será calculado usando a análise de intervalo reescalonado e o expoente α será avaliado usando a densidade espectral de potência da série temporal. Para cada série temporal, ambos os métodos serão aplicados a sequências de 512 passadas de marcha consecutivas.

Em teoria, os expoentes H e α são assintoticamente relacionados pela relação H. Portanto, a abordagem integrada consiste em calcular separadamente H e α e verificar se esses dois parâmetros são consistentes por meio da equação d=H-(1+α)/ 2=0. Um valor de d ≤ 0,10 é considerado aceitável uma vez que os parâmetros assintóticos são avaliados em séries temporais finitas.

Em resumo, as três condições a seguir devem ser satisfeitas para concluir pela presença de autocorrelações de longo alcance:

H > 0,5; α é significativamente diferente de 0 e menor que 1; e d ≤ 0,10

Quando aparecem inconsistências entre H e α, os investigadores usarão o teste de dados substitutos aleatoriamente embaralhados para rejeitar a hipótese nula de que a série sob investigação não possui estrutura temporal (ou seja, processo aleatório não correlacionado).

PERSPECTIVAS

Ao estudar a influência do exercício físico na variabilidade da caminhada humana e suas potenciais correlações com habilidades de caminhada e comprometimentos neurológicos de pacientes parkinsonianos, os pesquisadores esperam demonstrar que a análise da variabilidade da caminhada pode ser usada como uma ferramenta clínica na avaliação do risco de queda e como instrumento de avaliação da eficácia terapêutica (medicação e/ou exercício físico) na DP.