Упражнения и энергетика мозга при ПД (EBEPD)

Предыдущая работа исследовала связь между снижением энергетики мозга (через митохондриальную дисфункцию), хотя исследование in vivo никогда не было возможным из-за технологических ограничений. Кроме того, недавняя работа показала, что упражнения могут помочь уменьшить эффект митохондриальной дисфункции. Таким образом, имеются убедительные доказательства для изучения энергетики/митохондриальной функции мозга in vivo, в норме, на разных стадиях заболевания и в связи с физическими упражнениями. Хотя такие измерения по своей природе сложны, ожидается, что полезная мера будет получена из соотношения между скоростью церебрального метаболизма кислорода (CMRO2) и скоростью церебрального метаболизма глюкозы (CMRGlu), если они будут измерены одновременно. Одновременный аспект двух измерений чрезвычайно важен, поскольку суточные вариации CMRO2 могут достигать 20%, а CMRGlu - до 38%. К счастью, учитывая недавние достижения в области техники измерения и разработки инструментов, такие исследования теперь становятся возможными: CMRO2 можно получить с помощью очень продвинутых методов функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) с дыхательными манипуляциями, а CMRGlu можно оценить с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). с использованием индикатора 18F-фтордезоксиглюкозы (ФДГ-ПЭТ). Считается, что соотношение между CMRO2 и CMRGlu ниже нормы в сочетании со снижением CMRGlu в любой области мозга свидетельствует о локальном нарушении энергетики мозга, связанном с измененной функцией митохондрий.

Исследователи предполагают, что (i) энергетика мозга, измеряемая как отношение CMRO2/CMRGlu, изменяется на ранних стадиях болезни Паркинсона (БП) по сравнению со здоровыми людьми того же возраста (HC) и продолжает изменяться по мере прогрессирования заболевания; и (ii) упражнения положительно повлияют на изменения в энергетике мозга у субъектов с БП.

Исследователи наберут до 30 субъектов ПД, которые не занимаются обычными физическими упражнениями, и до 10 субъектов ПД, которые регулярно занимаются спортом. 30 человек, не занимающихся физическими упражнениями, пройдут шестимесячные тренировки в группах под наблюдением, с ПЭТ/МРТ до и после. 10 тренирующихся будут сканироваться только один раз (для наблюдательного сравнения с теми, кто не тренировался на исходном уровне) и не будут подвергаться вмешательству с упражнениями. В отдельном исследовании исследователи наберут до 30 HCs для сравнения, чтобы сравнить их энергетические показатели мозга с показателями субъектов PD на исходном уровне для проверки гипотезы (i). Из 30 человек, не занимающихся физическими упражнениями, половине будет назначено начать вмешательство сразу же после их базового сканирования, а другой половине будет отложено начало вмешательства на шесть месяцев. Во время задержки субъекты будут выполнять пассивные упражнения в группах, чтобы контролировать социальное взаимодействие и возможные эффекты плацебо. Продольное сравнение нетренирующихся до и после вмешательства позволит проверить гипотезу (ii).

Цели этого исследования двояки: (i) исследовать механизм инициации заболевания (аномальная функция митохондрий и нарушение клеточной биоэнергетики), который может представлять собой новую терапевтическую мишень; и (ii) изучить эффекты вмешательства: хотя это будет экспериментальное исследование, включающее ограниченные режимы упражнений, любые полученные знания о влиянии упражнений на энергетику мозга окажут огромное влияние на разработку нейропротекторной терапии и персонализированного лечения. .