Treinamentos aeróbicos em pacientes com AVC

Projeto O Conselho de Revisão Institucional de um hospital terciário aprovou o estudo (IRB No. 201600576A3). Um estudo controlado randomizado foi realizado em pacientes com AVC com diferentes regimes de exercícios e foi cego para os avaliadores. O estudo foi realizado no período de agosto de 2016 a junho de 2018. Os participantes foram alocados aleatoriamente para os grupos MICT ou HIIT usando um cronograma de alocação oculto gerado por computador. Todos os pacientes com AVC incluídos receberam programas tradicionais de reabilitação, incluindo equilíbrio, amplitude de movimento ou exercício terapêutico, e 30 minutos adicionais supervisionados no hospital de MICT ou HIIT por 36 vezes. Os dados foram coletados por um avaliador cego antes da randomização após a conclusão dos treinamentos de exercícios.

Participantes Pacientes com AVC, diagnosticados pelo neurologista, foram pesquisados. Os critérios de inclusão foram listados a seguir: (I) ≥ 20 anos; (II) eventos de AVC com quadro clínico estável ≥ 3 meses; (III) mini-exame do estado mental (MEEM) > 24; (IV) sem síndrome coronariana aguda. Aqueles que tiveram angina instável, pressão arterial sistólica> 200 mmHg ou pressão arterial diastólica> 110 mmHg, hipotensão ortostática sintomática, estenose aórtica grave (gradiente de pico de pressão sistólica> 50 mmHg ou área de abertura da válvula aórtica < 0,75 cm2), doença inflamatória nos últimos 3 meses, arritmias cardíacas não controladas, IC descompensada, bloqueio atrioventricular de terceiro grau, pericardite ou miocardite nos últimos 3 meses, doença embólica nos últimos 3 meses, deslocamento do segmento ST ≥ 2 mm em repouso e diabetes não controlado (glicemia ≥ 300 mg /dL ou ≥ 250 mg/dL com corpos cetônicos) não eram candidatos ao estudo.

Pacientes com AVC apresentavam contraindicação absoluta para teste de exercício cardiopulmonar (TECP) e atividades aeróbicas, sugeridas pelo American College of Sports Medicine (ACSM), também foram excluídos do estudo. Posteriormente, os participantes elegíveis foram designados aleatoriamente para os grupos MICT e HIIT. As características demográficas basais também foram registradas. Todos os indivíduos forneceram consentimento informado após a explicação dos procedimentos experimentais.

Teste de exercício cardiopulmonar (TECP) Os participantes foram submetidos a um teste de exercício incremental em bicicleta ergométrica (Ergoselect 150P, ergoline GmbH, Bitz, Alemanha) e o exame foi realizado a uma taxa de trabalho de 10 W/min com monitoramento contínuo da frequência cardíaca, sangue braquial pressão arterial e saturação arterial de oxigênio, até as condições de parada descritas anteriormente. O consumo de oxigênio (VO2) foi medido por um dispositivo de medição cardiopulmonar (MasterScreen CPX, CareFusion Corp., Hoechberg, Alemanha). O VO2pico, a ventilação minuto (VE) e a produção de dióxido de carbono (VCO2) foram definidos como a diretriz para o teste de esforço sugerido pelo ACSM. As respostas de VE e VCO2, adquiridas desde o início do exercício até os valores de pico, foram usadas para calcular a inclinação VE-VCO2 usando a regressão linear de mínimos quadrados. A inclinação da eficiência de captação de O2 (OUES), uma estimativa da eficiência do consumo de O2 durante o exercício, foi derivada da inclinação de um logaritmo natural de VE vs. VO2.

Medições hemodinâmicas cardíacas O sistema de monitoramento contínuo do débito cardíaco não invasivo (NICOM, Cheetah Medical, Wilmington, Delaware) foi usado para avaliar a resposta hemodinâmica cardíaca ao exercício, que analisa a mudança de fase (ΔΦ) criada pela corrente elétrica alternada no tórax do sujeito, conforme descrito em nosso estudo anterior.

Medições hemodinâmicas cerebrais Dois pares de sondas de espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) (Oxymon, Artinis, The Netherland) foram anexados a áreas frontais bilaterais de cada indivíduo incluído durante o TCPE. A lei de Beer-Lambert foi aplicada para medir a absorção de luz em cada par de detectores NIRS refletindo mudanças de oxihemoglobina ([O2Hb]) e desoxiemoglobina ([HHb]) no córtex frontal durante o exercício. A quantidade total de Hb ([THb]) foi calculada como a soma de [O2Hb] e [HHb] e foi usada como um índice de alteração no volume sanguíneo no córtex frontal. As diferenças da oxigenação tecidual (Δ[O2Hb] e Δ[HHb]) e do fluxo sanguíneo regional (Δ[THb]) entre os córtices frontais envolvidos e não envolvidos (envolvido-não envolvido) foram usadas para estimar os efeitos de diferentes regimes de exercícios na oxigenação do tecido cerebral e fluxo sanguíneo regional.

Qualidade de vida relacionada à saúde A qualidade de vida foi medida pelo questionário Short Form-36 Health Survey (SF-36) e o mini-exame do estado mental (MEEM) foi usado para avaliar a qualidade de vida e as funções cognitivas dos participantes.

Protocolos de treinamento de exercícios Os indivíduos incluídos foram submetidos a 36 vezes de treinamento hospitalar supervisionado (2-3 sessões/semana) em uma bicicleta ergométrica (Ergoselect 150P, Alemanha) como nosso protocolo anterior.15 O treinamento consistiu de aquecimento a 30% do VO2pico por 3 min, seguido de MICT (60% do VO2pico) ou HIIT (cinco intervalos de 3 minutos a 80% do VO2pico e cada intervalo separado por 3 minutos de exercício a 40 % do VO2pico) por 30 min e, em seguida, um resfriamento a 30% do VO2pico por 3 min. O treinamento era encerrado quando o sujeito apresentava os sintomas/sinais sugeridos pela diretriz do ACSM.

Preparação do soro Uma quantidade de 20 ml de sangue fresco foi coletada de todos os nossos indivíduos antes e após o treinamento físico. As amostras foram centrifugadas a 2500 rpm por 5 min em temperatura ambiente, e o soro superior foi preservado para cultura celular e medição dos níveis séricos de BDNF.

Medição do BDNF sérico Os níveis séricos de BDNF foram avaliados antes e depois dos treinamentos de exercícios aeróbicos. Soro preparado de 100 µL foi adicionado em cada poço revestido com o anticorpo de captura de BDNF humano em um kit de imunoensaio enzimático (ELISA) sanduíche de fase sólida de dois locais (BioVision Inc., Milpitas, CA). O nível de BDNF foi então determinado pelo leitor de microplacas (SpectraMax M3, Molecular Devices LLC, San Jose, CA).

Cultura celular e ensaio de crescimento de neurites Células neuroblásticas de rato (linha celular PC-12) foram cultivadas em meio Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) suplementado com 7,5% de soro do paciente (antes e após o treinamento físico), 7,5% de soro de cavalo (HS), 100 unidades /ml de penicilina e 100 mg/L de estreptomicina.

Um total de 100.000 células foram semeadas durante a noite em placas de 35 mm revestidas com poli-DL-lisina. Após privação de soro em DMEM contendo 2% de HS durante 12-18 h, as células foram tratadas com 50 ng/ml de NGF durante o tempo indicado. As alterações morfológicas foram observadas usando a microscopia confocal Leica TCS SP8 7 dias após a cultura com soros de pacientes antes e depois do treinamento físico. A porcentagem de células com neuritos de pelo menos um diâmetro de corpo celular de comprimento foi determinada em cinco campos independentes de cada placa.

Colorações fluorescentes As células (100000) foram inoculadas em cada poço da lâmina de oito câmaras (Millicell EZ slide, Millipore Corp., Billerica, MA) e incubadas nos soros pré e pós-MICT ou HIIT por 12h. Coloração vívida de Mitotracker (Invitrogen corp., Carlsbad, CA) foi usada para observar mitocôndrias em células neuroblásticas tratadas com soros dos diferentes estados acima. As células foram coradas com anticorpos monoclonais primários de coelho anti-⍺-tubulina (Cell Signaling Technology Inc., Boston, MA). IgG anti-coelho AffiniPure Goat conjugado com isotiocianato de fluoresceína (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA) foi usado como anticorpo secundário. Os núcleos foram contrastados com meio de montagem (Vector Laboratories Inc., Burlingame, CA) contendo 40,6-diamidino-2-fenilindol. As células coradas foram examinadas com um exame microscópico confocal (Leica TCS SP8, Leica Microsystems Inc., Buffalo Grove, IL).

Análise estatística O teste qui-quadrado foi realizado para comparar diferenças de parâmetros não paramétricos entre os dois grupos. O teste Mann-Whitney U foi usado para avaliar diferenças de idade, duração do AVC, índice de massa corporal (IMC), alterações na capacidade de exercício, alterações na oxigenação cerebral, bem como no volume sanguíneo regional, alterações nos níveis de BDNF e alterações no comportamento celular entre os dois grupos. As diferenças de mudanças dentro do grupo em dados numéricos foram avaliadas pelo teste de postos sinalizados de pares combinados de Wilcoxon. As relações entre as alterações dos parâmetros clínicos medidos após o treinamento físico e as informações clínicas foram analisadas pela correlação de Pearson. Um valor de p < 0,05 foi considerado como significância estatística.