Колебания pCO2 во время физической нагрузки: связь с мозговым кровотоком и когнитивной дисфункцией при ХОБЛ
26 февраля 2019 г. обновлено: Klaus Kenn, Schön Klinik Berchtesgadener Land
Колебания парциального давления углекислого газа во время физической нагрузки: связь с регуляцией мозгового кровотока и распространенностью когнитивной дисфункции при ХОБЛ
Исследователи хотят установить взаимосвязь между существенными изменениями парциального давления углекислого газа (pCO2), которые часто происходят при переходе от отдыха к физической нагрузке (ΔpCO2 >4 миллиметров ртутного столба [мм рт. ст.] от исходного уровня), и распространенностью когнитивной дисфункции у ХОБЛ.
В частности, предполагается исследовать сосудистый эффект колебаний pCO2 в регуляции мозгового кровотока (CBF) во время физических упражнений и его влияние на когнитивную функцию при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ).
Кроме того, это исследование направлено на изучение того, имеют ли основные колебания pCO2 прогностическую ценность в отношении ухудшения когнитивных функций через 6, 12 и 18 месяцев наблюдения.
Кроме того, будет изучено острое влияние 3-недельной легочной реабилитации (PR) на когнитивную функцию.
Оценка когнитивных функций будет проводиться с использованием стандартизированного мини-теста психического состояния (SMMSE), когнитивного теста Адденбрука (ACE-R), Монреальского когнитивного теста (MoCA) и телефонного интервью для определения когнитивного статуса (TICS) с оценкой нескольких когнитивных доменов. (когнитивные баллы), тогда как тест Струпа [интерференция при чтении цветов] будет использоваться для измерения когнитивных функций (время реакции).
Обзор исследования
Статус
Завершенный
Вмешательство/лечение
Подробное описание
Регуляция мозгового кровотока (CBF) имеет решающее значение для адекватного снабжения мозга кислородом и поддержания цереброваскулярной резервной способности. Фундаментальным физиологическим регулятором CBF является парциальное давление углекислого газа (pCO2), которое определяет расширение или сужение сосудов головного мозга. Было обнаружено, что реакция регуляции CBF сильно зависит от pCO2, но в гораздо меньшей степени от изменений насыщения артериальной крови кислородом. CBF очень чувствителен к изменениям pCO2, которые вызывают выраженную вазодилатацию при повышении pCO2 (увеличение CBF) или вазоконстрикцию при снижении уровня pCO2 (снижение CBF). Во время церебральной активации и повышенного метаболизма церебральные артериолы расширяются, способствуя увеличению CBF, но этот процесс часто нарушается во время физических упражнений и потенциально влияет на когнитивную функцию. CBF связан с когнитивной функцией, в то время как сывороточный уровень нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) был показан как решающая движущая сила нейронной пластичности с потенциальной полезностью в качестве биомаркера снижения когнитивных функций.
Исследователи предполагают, что значительные колебания pCO2 во время физической нагрузки (ΔpCO2 >4 миллиметров ртутного столба [мм рт. ст.] от исходного уровня) как отражение аномалии в эффективности/драйве вентиляции приводят к общим и локальным нарушениям мозгового кровотока (CBF) и, таким образом, могут быть связаны с повышенной распространенностью когнитивной дисфункции у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Более того, исследователи предполагают, что у пациентов со значительными колебаниями pCO2 во время физической нагрузки могут развиться более серьезные когнитивные нарушения в нескольких когнитивных областях и более выраженное снижение когнитивных функций по сравнению с «изокапническими» пациентами через 6, 12 и 18 месяцев наблюдения. Стационарная PR может улучшить когнитивную функцию, улучшая дыхание (уменьшая колебания pCO2), тем самым улучшая CBF и повышая активацию церебральных нейронов посредством физических упражнений.
Что касается когнитивной дисфункции, которая связана с повышенной смертностью от всех причин и инвалидностью, исследователи желают:
(А) выявить взаимосвязь между значительными колебаниями pCO2 во время физической нагрузки и повышенной распространенностью когнитивной дисфункции при ХОБЛ; (B) исследовать влияние различных переходных режимов pCO2 (1. pCO2: снижение/гипокапническое, 2. устойчивое/изокапническое, 3. повышение/гиперкапническое) на регуляцию CBF и когнитивную функцию; (C) изучить, могут ли основные колебания pCO2 быть детерминантой более выраженного когнитивного ухудшения в нескольких когнитивных областях через 6, 12 и 18 месяцев наблюдения и (D) изучить острое влияние 3-недельного PR на колебания pCO2 и CBF в отношении когнитивной функции у пациентов с ХОБЛ с когнитивными нарушениями.
Оценка когнитивных функций будет проводиться с использованием стандартизированного мини-теста психического состояния (SMMSE), когнитивного теста Адденбрука (ACE-R), Монреальского когнитивного теста (MoCA) и опроса по телефону для определения когнитивного статуса (TICS) с оценкой нескольких когнитивных доменов ( когнитивные показатели), тогда как тест Струпа будет использоваться для измерения когнитивных функций (время реакции).
Тип исследования
Интервенционный
Регистрация (Действительный)
91
Фаза
- Непригодный
Контакты и местонахождение
В этом разделе приведены контактные данные лиц, проводящих исследование, и информация о том, где проводится это исследование.
Места учебы
-
-
-
Schonau am Konigssee, Германия, 83471
- Klinikum Berchtesgadener Land der Schön-Kliniken
-
-
Критерии участия
Исследователи ищут людей, которые соответствуют определенному описанию, называемому критериям приемлемости. Некоторыми примерами этих критериев являются общее состояние здоровья человека или предшествующее лечение.
Критерии приемлемости
Возраст, подходящий для обучения
От 40 лет до 80 лет (Взрослый, Пожилой взрослый)
Принимает здоровых добровольцев
Нет
Полы, имеющие право на обучение
Все
Описание
Критерии включения:
- Пациенты с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) в рамках Глобальной инициативы по обструктивной болезни легких (GOLD), стадии II–IV
- Больные ХОБЛ с легкими и умеренными когнитивными нарушениями (группа MCI: n=100) и без когнитивных нарушений (контрольная группа: n=60)
- Нормотензивный (диапазон артериального давления: 101-143/62-91 мм ртутного столба [мм рт.ст.])
Критерий исключения:
- Парциальное давление кислорода в артериальной крови в состоянии покоя (paO2) <55 миллиметров ртутного столба [мм рт.ст.]
- Парциальное давление углекислого газа в артериальной крови в состоянии покоя (paCO2) >45 миллиметров ртутного столба [мм рт.ст.]
- последнее обострение ≤4 нед.
- тяжелые когнитивные нарушения/деменция
- другие нервно-психические симптомы
Учебный план
В этом разделе представлена подробная информация о плане исследования, в том числе о том, как планируется исследование и что оно измеряет.
Как устроено исследование?
Детали дизайна
- Основная цель: Фундаментальная наука
- Распределение: Нерандомизированный
- Интервенционная модель: Параллельное назначение
- Маскировка: Нет (открытая этикетка)
Оружие и интервенции
Группа участников / Армия |
Вмешательство/лечение |
|---|---|
|
Активный компаратор: Эффект PR в MCI-группе
Оценка острого эффекта 3-недельной программы легочной реабилитации (PR) на когнитивную функцию MCI-Group с использованием клинических инструментов SMMSE, ACE-R, MoCA, TICS и теста Струпа в отношении потенциальных изменений паттернов колебаний pCO2 (после пиар).
Вмешательство: программа легочной реабилитации; 12 сеансов упражнений/дыхательных техник.
|
Пациенты будут посещать комплексную 3-недельную программу PR (12 сеансов / 60 минут в день), включающую высокоинтенсивные интервальные упражнения, эквивалентные 100% пиковой рабочей скорости (WRpeak), с 30-секундными периодами работы, чередующимися с 30-секундными периодами отдыха в течение 30 минут, и тренировкой с легким сопротивлением (3 мышцы). группы/ 4 подхода каждый/10 повторений; ~30 мин).
Другие имена:
|
|
Плацебо Компаратор: Эффект PR в контрольной группе
Оценка острого эффекта 3-недельной программы легочной реабилитации (PR) на когнитивные функции контрольной группы с использованием клинических инструментов SMMSE, ACE-R, MoCA, TICS и теста Струпа в отношении потенциальных изменений в характере колебаний pCO2 (после пиар). Вмешательство: программа легочной реабилитации; 12 сеансов упражнений/дыхательных техник. |
Пациенты будут посещать комплексную 3-недельную программу PR (12 сеансов / 60 минут в день), включающую высокоинтенсивные интервальные упражнения, эквивалентные 100% пиковой рабочей скорости (WRpeak), с 30-секундными периодами работы, чередующимися с 30-секундными периодами отдыха в течение 30 минут, и тренировкой с легким сопротивлением (3 мышцы). группы/ 4 подхода каждый/10 повторений; ~30 мин).
Другие имена:
|
Что измеряет исследование?
Первичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Колебания парциального давления углекислого газа (ΔpCO2, мм рт.ст.)
Временное ограничение: День 4-21
|
Изменения чрескожного pCO2 (ΔpCO2, мм рт.ст. от исходных значений) во время теста на циклическую выносливость (CET) при 75% пиковой рабочей скорости (WRpeak).
Колебания pCO2 будут отслеживаться чрескожно и непрерывно записываться с помощью цифровой системы мониторинга «SenTec» (измерения до и после): 1-е измерение во время CET до участия в 3-недельной (12 сеансов) программе легочной реабилитации -ПР); 2-е измерение во время CET в конце программы PR (пост-PR).
|
День 4-21
|
Вторичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Когнитивная дисфункция (да/нет)
Временное ограничение: День 1-3
|
Скрининг когнитивной дисфункции по критериям Петерсена:
|
День 1-3
|
|
Когнитивные нарушения (стандартизированный мини-тест психического состояния [SMMSE, баллы])
Временное ограничение: День 1-21
|
Оценка когнитивных нарушений (КИ) с использованием клинического инструментария стандартизированного мини-теста психического состояния (SMMSE, баллы); 1-е измерение перед участием в 3-недельной (12 сеансов) программе легочной реабилитации (pre-PR); 2-е измерение в конце программы PR (пост-PR).
|
День 1-21
|
|
Когнитивные нарушения (Когнитивный тест Адденбрука [ACE-R])
Временное ограничение: День 1-21
|
Оценка когнитивных нарушений (КИ) с использованием клинического инструмента Когнитивного теста Адденбрука (баллы ACE-R); 1-е измерение перед участием в 3-недельной (12 сеансов) программе легочной реабилитации (pre-PR); 2-е измерение в конце программы PR (пост-PR).
|
День 1-21
|
|
Когнитивные нарушения (Монреальская когнитивная оценка [MoCA, баллы])
Временное ограничение: День 1-21
|
Оценка когнитивных нарушений (КИ) с использованием клинического инструментария Монреальской когнитивной оценки (баллы MoCa); 1-е измерение перед участием в 3-недельной (12 сеансов) программе легочной реабилитации (pre-PR); 2-е измерение в конце программы PR (пост-PR).
|
День 1-21
|
|
Когнитивные нарушения (телефонное интервью для определения когнитивного статуса [TICS])
Временное ограничение: День 1-21
|
Оценка когнитивных нарушений (КИ) с использованием клинического инструмента телефонного интервью для определения когнитивного статуса (баллы TICS); 1-е измерение перед участием в 3-недельной (12 сеансов) программе легочной реабилитации (pre-PR); 2-е измерение в конце программы PR (пост-PR).
|
День 1-21
|
|
Когнитивная работа (тест Струпа [время реакции, секунды])
Временное ограничение: День 4-21
|
Оценка когнитивных способностей (тест Струпа - время реакции, секунды) до и сразу после теста на циклическую выносливость (CET) при 75% WRpeak.
Когнитивные способности будут измеряться с помощью теста Струпа (измерения до/после): 1-е измерение во время CET до участия в 3-недельной (12 сеансов) программе легочной реабилитации (pre-PR); 2-е измерение во время CET в конце программы PR (пост-PR).
|
День 4-21
|
|
Скорость мозгового кровотока (CBFv, см/с)
Временное ограничение: День 4-21
|
Измерение скорости мозгового кровотока (CBFv, см/сек) в качестве суррогата мозгового кровотока (CBF) до и сразу после теста на циклическую выносливость (CET) при 75% WRpeak.
Скорость мозгового кровотока (CBFv) будет измеряться с помощью транскраниальной допплерографии (до/после измерений): 1-е измерение во время CET до участия в 3-недельной (12 сеансов) программе легочной реабилитации (pre-PR) ; 2-е измерение во время CET в конце программы PR (пост-PR).
|
День 4-21
|
|
Насыщение кислородом сосудов головного мозга лобной коры (насыщение тканей кислородом [TOI, %])
Временное ограничение: День 4-21
|
Измерение насыщения тканей кислородом (TOI, %) как показатель насыщения кислородом сосудов головного мозга лобной коры во время теста на циклическую выносливость (CET) при 75% WRpeak.
Насыщение тканей кислородом (TOI, %) будет непрерывно измеряться с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области спектра (метод NIRS; измерение до/после): 1-е измерение во время CET до участия в 3-недельном (12 сеансов) исследовании легких Программа реабилитации (пре-PR); 2-е измерение во время CET в конце программы PR (пост-PR).
|
День 4-21
|
|
Насыщение кислородом сосудов головного мозга лобной коры (изменения дезоксигенированного гемоглобина [ΔHHb, мкМ/см])
Временное ограничение: День 4-21
|
Измерение изменений дезоксигенированного гемоглобина (ΔHHb) в микрометрах на сантиметр (мкМ/см) в качестве показателя насыщения кислородом сосудов головного мозга лобной коры во время теста на циклическую выносливость (CET) при 75% WRpeak.
Изменения в дезоксигенированном гемоглобине (ΔHHb, мкМ/см) будут непрерывно измеряться с использованием спектроскопии в ближней инфракрасной области (метод NIRS; измерение до/после): 1-е измерение во время CET до участия в 3-недельном (12 сеансы) Программа легочной реабилитации (pre-PR); 2-е измерение во время CET в конце программы PR (пост-PR).
|
День 4-21
|
Другие показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Ограничение воздушного потока (давление форсированного выдоха за 1 секунду [ОФВ1, % от прогноза])
Временное ограничение: День 1-4
|
Измерение давления форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1, % от прогноза).
|
День 1-4
|
|
Грузоподъемность (пиковая рабочая скорость, [WRpeak ватт])
Временное ограничение: День 1-6
|
Измерение работоспособности с помощью сердечно-легочной нагрузочной пробы (CPET) на велоэргометре с использованием пошагового протокола до предела переносимости (пиковая скорость работы, Вт)) для установления скорости работы, соответствующей 75% пиковой (максимальной работоспособности) по международные руководящие принципы.
|
День 1-6
|
|
Анализ газов крови (парциальное давление кислорода в артериальной крови [PaO2, мм рт.ст.])
Временное ограничение: День 1-6
|
Измерение парциального давления кислорода в артериальной крови (PaO2, мм рт. ст.) в образцах крови.
|
День 1-6
|
|
Анализы газов крови (парциальное давление углекислого газа в артериальной крови [PaCO2, мм рт. ст.])
Временное ограничение: День 1-6
|
Измерение артериального парциального давления углекислого газа (PaCO2, мм рт. ст.) в образцах крови.
|
День 1-6
|
|
Нейротрофический фактор головного мозга (уровни BDNF в сыворотке, нг/мл).
Временное ограничение: День 1-8
|
Измерение сывороточных уровней нейротрофического фактора головного мозга (BDNF, нг/мл) в образцах крови.
|
День 1-8
|
|
Психологическое состояние/ Психологические данные (Госпитальная шкала тревоги и депрессии [HADS, баллы])
Временное ограничение: День 5-8
|
Психологические факторы будут оцениваться с помощью госпитальной шкалы тревоги и депрессии (HADS).
|
День 5-8
|
|
Психологическое состояние/ Психологические данные (Оценочный тест на ХОБЛ [CAT, баллы])
Временное ограничение: День 5-8
|
Психологические факторы будут оцениваться с помощью оценочного теста на ХОБЛ (CAT).
|
День 5-8
|
|
Психологическое состояние/ Психологические данные (респираторный опросник Св. Георгия [SGRQ, баллы])
Временное ограничение: День 5-8
|
Психологические факторы будут оцениваться с помощью респираторного опросника Святого Георгия (SGRQ).
|
День 5-8
|
|
Восприятие одышки (шкала одышки Совета медицинских исследований, [баллы MRC])
Временное ограничение: День 5-8
|
Восприятие одышки будет оцениваться с использованием шкалы одышки Совета медицинских исследований (MRC).
|
День 5-8
|
Соавторы и исследователи
Здесь вы найдете людей и организации, участвующие в этом исследовании.
Соавторы
Следователи
- Учебный стул: Klaus Kenn, Prof. med., Schön Klinik Berchtesgadener Land
Публикации и полезные ссылки
Лицо, ответственное за внесение сведений об исследовании, добровольно предоставляет эти публикации. Это может быть что угодно, связанное с исследованием.
Общие публикации
- Petersen RC, Smith GE, Waring SC, Ivnik RJ, Tangalos EG, Kokmen E. Mild cognitive impairment: clinical characterization and outcome. Arch Neurol. 1999 Mar;56(3):303-8. doi: 10.1001/archneur.56.3.303. Erratum In: Arch Neurol 1999 Jun;56(6):760.
- Vogiatzis I, Louvaris Z, Habazettl H, Andrianopoulos V, Wagner H, Roussos C, Wagner PD, Zakynthinos S. Cerebral cortex oxygen delivery and exercise limitation in patients with COPD. Eur Respir J. 2013 Feb;41(2):295-301. doi: 10.1183/09031936.00016312. Epub 2012 May 3.
- Payne SJ, Mohammad J, Tisdall MM, Tachtsidis I. Effects of arterial blood gas levels on cerebral blood flow and oxygen transport. Biomed Opt Express. 2011 Mar 25;2(4):966-79. doi: 10.1364/BOE.2.000979.
- Ogoh S, Tsukamoto H, Hirasawa A, Hasegawa H, Hirose N, Hashimoto T. The effect of changes in cerebral blood flow on cognitive function during exercise. Physiol Rep. 2014 Sep 28;2(9):e12163. doi: 10.14814/phy2.12163. Print 2014 Sep 1.
- Shimada H, Makizako H, Doi T, Yoshida D, Tsutsumimoto K, Anan Y, Uemura K, Lee S, Park H, Suzuki T. A large, cross-sectional observational study of serum BDNF, cognitive function, and mild cognitive impairment in the elderly. Front Aging Neurosci. 2014 Apr 15;6:69. doi: 10.3389/fnagi.2014.00069. eCollection 2014.
- Ito H, Ibaraki M, Kanno I, Fukuda H, Miura S. Changes in the arterial fraction of human cerebral blood volume during hypercapnia and hypocapnia measured by positron emission tomography. J Cereb Blood Flow Metab. 2005 Jul;25(7):852-7. doi: 10.1038/sj.jcbfm.9600076.
- Van der Elst W, Van Boxtel MP, Van Breukelen GJ, Jolles J. The Stroop color-word test: influence of age, sex, and education; and normative data for a large sample across the adult age range. Assessment. 2006 Mar;13(1):62-79. doi: 10.1177/1073191105283427.
- Valdueza JM, Balzer JO, Villringer A, Vogl TJ, Kutter R, Einhaupl KM. Changes in blood flow velocity and diameter of the middle cerebral artery during hyperventilation: assessment with MR and transcranial Doppler sonography. AJNR Am J Neuroradiol. 1997 Nov-Dec;18(10):1929-34.
Даты записи исследования
Эти даты отслеживают ход отправки отчетов об исследованиях и сводных результатов на сайт ClinicalTrials.gov. Записи исследований и сообщаемые результаты проверяются Национальной медицинской библиотекой (NLM), чтобы убедиться, что они соответствуют определенным стандартам контроля качества, прежде чем публиковать их на общедоступном веб-сайте.
Изучение основных дат
Начало исследования (Действительный)
1 марта 2016 г.
Первичное завершение (Действительный)
1 марта 2018 г.
Завершение исследования (Действительный)
1 июля 2018 г.
Даты регистрации исследования
Первый отправленный
8 января 2016 г.
Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества
18 января 2016 г.
Первый опубликованный (Оценивать)
21 января 2016 г.
Обновления учебных записей
Последнее опубликованное обновление (Действительный)
28 февраля 2019 г.
Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества
26 февраля 2019 г.
Последняя проверка
1 февраля 2019 г.
Дополнительная информация
Термины, связанные с этим исследованием
Ключевые слова
- ХОБЛ
- Когнитивная дисфункция
- Парциальное давление углекислого газа (pCO2)
- Церебральный кровоток (CBF)
- Легкое/умеренное когнитивное расстройство (MCI)
- Легочная реабилитация (PR)
- Стандартизированное мини-обследование психического состояния (SMMSE)
- Когнитивный экзамен Адденбрука (ACE-R)
- Монреальский когнитивный тест (MoCA)
- Телефонное интервью для определения когнитивного статуса (TICS)
- Тест Струпа (время реакции)
Дополнительные соответствующие термины MeSH
Другие идентификационные номера исследования
- RESPIRE2-8465
Планирование данных отдельных участников (IPD)
Планируете делиться данными об отдельных участниках (IPD)?
НЕТ
Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .