Влияние упражнений скандинавской ходьбы на походку, моторные/немоторные симптомы и биомаркеры упражнений при болезни Паркинсона

Болезнь Паркинсона (БП) является широко распространенным нейродегенеративным заболеванием у пожилых людей, которое приводит к снижению уровня активности, инвалидности и ускоренному возрастному снижению подвижности. Дисфункция походки и постуральная нестабильность являются ключевыми двигательными проблемами, которые развиваются по мере прогрессирования заболевания и неблагоприятно влияют на независимую мобильность, риск падения и активность. Предотвращение нарушения равновесия, походки и функционального упадка являются приоритетными целями физиотерапевтического лечения пациентов с БП. Ранние вмешательства, основанные на активности и физических упражнениях, поддерживаются как важнейшие компоненты лечения и замедления прогрессирования заболевания. Кроме того, необходимо дополнительно выяснить основные механизмы, с помощью которых вмешательства, основанные на физических упражнениях, влияют на изменения моторных и немоторных симптомов при БП.

Индивидуальные предписания по аэробным упражнениям, которые являются конкретными задачами, сложными и выполнимыми для самостоятельной программы упражнений, необходимы людям с БП, чтобы оптимизировать их ходьбу и двигательную функцию и поддерживать долгосрочное участие в регулярных физических упражнениях. Сообщается, что ходьба как форма аэробных упражнений безопасна в общественных условиях и улучшает функциональные результаты и результаты ходьбы, а также качество жизни при БП. Скандинавская ходьба (NW) — это форма фитнес-ходьбы с использованием специальных палок, которая имитирует схему движения всего тела при беговых лыжах, может выполняться на различных участках и может давать дополнительные преимущества помимо простой беговой дорожки или ходьбы по земле. Техника NW имеет определенные преимущества при паркинсонической походке, поскольку она включает в себя ритмическую синхронизацию межконечностной координации, усиленное вовлечение верхних конечностей и вертикального туловища, а также высокий расход энергии, что приводит к благоприятному аэробному кондиционирующему эффекту.

Имеются также последовательные научные данные как в клинических исследованиях, так и в исследованиях на животных, которые показывают преимущества упражнений на клеточном уровне при БП. Аэробные упражнения от умеренных до интенсивных улучшают здоровье мозга при болезни Паркинсона и поддерживают нейронную пластичность. Клеточные изменения включают увеличение кровотока и ангиогенеза, активацию нейротрофических факторов, снижение нейровоспаления и усиление иммунного ответа. Этот проект оценит влияние NW на людей с болезнью Паркинсона на молекулярном уровне с помощью 3 известных биомаркеров, связанных с физическими упражнениями. Эти 3 биомаркера представляют собой мозговой нейротропный фактор (BDNF), кортизол и белки альфа-амилазы (α-амилазы).

Цели исследования:

Учитывая быстрое накопление данных, свидетельствующих о пользе физических упражнений при БП, необходимо выяснить, какие режимы тренировок оказывают положительное влияние как на клинические показатели, так и на биомаркеры, свидетельствующие о биохимических изменениях для поддержания здоровья мозга при БП. Ранее сообщалось об умеренном аэробном кондиционирующем эффекте после NW как у здоровых пожилых людей, так и у пациентов с PD, предпосылка заключается в том, что эта интенсивная фитнес-ходьба может вызывать изменения на клеточном и молекулярном уровнях. Изучение изменений в ходьбе и двигательных/немоторных функциях после упражнений NW и корреляция этих изменений с биомаркерами, связанными с физическими упражнениями, может обеспечить фундаментальную поддержку нейрозащитного преимущества NW у людей с БП. Таким образом, цель этого исследования для проверки концепции состоит в том, чтобы изучить немедленные и долгосрочные эффекты упражнений NW на функцию ходьбы, моторные/немоторные симптомы БП и биомаркеры, связанные с физическими упражнениями, у людей с идиопатической БП легкой и средней степени тяжести. . Кроме того, в этом исследовании будет изучено участие в независимых упражнениях NW после программы тренировок под наблюдением, чтобы оценить осуществимость и устойчивость этого режима аэробных упражнений для конкретных задач.

Дизайн исследования:

В этом исследовании будет использоваться проспективный дизайн одной когорты до и после вмешательства. Обоснование этого дизайна двоякое: 1. проверка концепции для оценки эффектов вмешательства на основе функциональных и клинических показателей после тренировки NW и изучения того, связаны ли эти показатели с изменениями биомаркеров, связанных с физическими упражнениями, при БП; и 2. оценка возможности самостоятельного участия в СЗ-упражнениях после контролируемой программы у лиц с БП легкой и средней степени тяжести в качестве режима физической активности, связанной с конкретным заданием. Этот дизайн исследования будет включать 4-недельную базовую фазу с двумя временными точками для оценки зависимых показателей (T0-A и T0-B) для оценки стабильной базовой линии, за которой следует 6-недельная фаза обучения NW с пост- оценка обучения (T1) в конце 6 недель и 3-месячная независимая фаза упражнений NW с последующей оценкой в ​​​​конце 3 месяцев (T2). Предыдущая работа в нашей лаборатории продемонстрировала значительные улучшения в показателях ходьбы и равновесия после 6-недельной беговой дорожки и протоколов ритмичных звуковых сигналов над землей, и поэтому ожидается, что 6-недельная продолжительность обучения будет достаточной для получения тренировочных эффектов. Контролируемое соблюдение NW и независимое соблюдение NW упражнений, а также любые побочные эффекты будут контролироваться для определения осуществимости и безопасности, особенно для независимой фазы NW исследования.

Анализ данных:

Описательная статистика по демографическим характеристикам пациентов (например, возраст, продолжительность заболевания, стадия, подтип БП, история падений, классификация уровня активности, лекарства и сопутствующие заболевания) будут задокументированы. Подтип БП классифицируется как доминирующий тремор, нестабильность осанки/затруднения походки и неопределенный на основании оценки MDS-UPDRS. Будет синтезирована и проанализирована описательная статистика тренировок пациента и прогресса тренировок за шесть недель. Эти данные тренировочного сеанса будут включать: тренировочные действия, скорость ходьбы, продолжительность и расстояние СЗ, рейтинг воспринимаемой нагрузки и местность для ходьбы. Данные из журналов активности будут проверены, чтобы отразить приверженность независимым упражнениям NW и уровень активности (количество шагов в день) как во время 6-недельной тренировочной программы, так и во время последующей фазы независимых упражнений. Данные отчета об падении и любые неблагоприятные события будут задокументированы. Эти описательные данные о приверженности и безопасности в течение 3-месячного этапа наблюдения будут отражать осуществимость независимой домашней программы упражнений NW после контролируемой программы тренировок NW.

Будут рассчитаны описательные статистические данные для походки, клинических PD-моторных и немоторных показателей, а также показатели результатов биомаркеров. Сравнение двух исходных показателей походки и клинических показателей (базовый уровень 1 T0-A и 4 неделя исходного уровня T0-B) будет проанализировано с использованием зависимых t-тестов, чтобы определить, был ли стабильный базовый уровень для этих зависимых показателей. Если анализ не выявит различий между исходными показателями, то T0-B будет использоваться для сравнения с показателями T1 и T2. Если анализ выявляет различия между базовыми показателями, то среднее значение этих двух показателей будет использоваться для сравнения с показателями T1 и T2. Распределение зависимых показателей по трем временным точкам (T0, T1, T2) будет проанализировано, чтобы оценить, соответствуют ли предположениям о нормальном распределении. Если данные распределены нормально, однофакторный дисперсионный анализ повторных измерений (ANOVA) с запланированными контрастами будет использоваться для каждого показателя результата для сравнения исходного уровня с T1, исходного уровня с T2 и T1 с T2. ANOVA — это статистический метод проверки различий между двумя или более средними значениями (среднее значение = среднее значение набора данных). Для определения наличия статистически значимой разницы между средними значениями трех или связанных групп (в данном исследовании связанной группой является конкретный момент времени) можно использовать повторные измерения ANOVA. ЕСЛИ допущения о нормальности не выполняются, то критерий Фридмана с апостериорными попарными сравнениями Уилкоксона с ранжированием по знаку будет использоваться для каждой меры результата для сравнения исходного уровня с T1, исходного уровня с T2 и T1 с T2 временными точками. Поправка Бонферрони применялась в связи с количеством проводимых анализов. Уровень значимости был установлен на уровне 0,05. Повторные измерения ANOVA также будут использоваться для оценки изменений в средних значениях за 8 моментов времени сбора в данных BDNF, кортизола и α-амилазы, а также для демонстрации динамики эффектов NW упражнений у людей с БП. Значение P было установлено на p

Необработанные данные экспрессии генов будут нормализованы, а фон скорректирован, чтобы привести набор данных к общему масштабу и устранить эффекты неспецифического связывания между микрочипами. Будет использоваться пакет Limma в R, вычислительном языке программирования для статистических вычислений и графики. Затем можно идентифицировать гены с дифференциальной экспрессией, чтобы показать изменения экспрессии генов, которые являются статистически значимыми между разными временными точками.