Высокоскоростные силовые тренировки для мозгового кровотока и когнитивных функций у пожилых людей

Данное исследование представляет собой одноцентровое рандомизированное клиническое исследование с параллельными группами, предназначенное для оценки как поведенческой эффективности, так и механистической вовлеченности мишени высокоскоростных силовых тренировок (ВСТ) у пожилых людей с повышенным риском развития болезни Альцгеймера и связанных с ней деменций (БА/ДСД). Исследование структурировано как исследование эффективности ранней стадии, соответствующее концепции Стадии IIA, с акцентом на проверку гипотетического физиологического механизма, связывающего физические упражнения с когнитивными результатами. Растущий объем исследований свидетельствует о том, что сосудистая дисфункция может способствовать когнитивному снижению и риску деменции. Измененная цереброваскулярная регуляция, включая нарушение нейроваскулярной связи, снижение динамической церебральной ауторегуляции и уменьшенную цереброваскулярную реактивность к углекислому газу, наблюдалась у пожилых людей и у лиц с сосудистыми факторами риска. Эти физиологические нарушения могут ограничивать способность мозга адекватно регулировать кровоток во время когнитивных и физических нагрузок. Вмешательства с помощью физических упражнений могут улучшить сосудистую функцию; однако специфические эффекты высокоскоростных силовых тренировок на механизмы цереброваскулярной регуляции и их связь с когнитивной производительностью остаются недостаточно охарактеризованными. Высокоскоростные силовые тренировки делают акцент на быстрых концентрических мышечных действиях, выполняемых против умеренных внешних нагрузок. Данный подход к тренировкам предназначен для улучшения нейромышечной мощности, которая снижается с возрастом и тесно связана с функциональной мобильностью. ВСТ может обеспечивать отличные от традиционных силовых тренировок гемодинамические и нейроваскулярные стимулы из-за скорости сокращения и связанных с этим прессорных реакций. Данное исследование проверит, приводит ли 12-недельное контролируемое вмешательство ВСТ к измеримым улучшениям исполнительных функций, скорости обработки информации и моторно-когнитивной производительности, и связаны ли такие улучшения с изменениями в цереброваскулярной регуляции. Участники будут рандомизированы в соотношении 1:1 либо в группу вмешательства ВСТ, либо в группу контроля по списку ожидания. Вмешательство состоит из трех контролируемых сессий в неделю в течение 12 недель с использованием прогрессивных фаз нагрузки, охватывающих примерно от 40 до 80 процентов от одного повторного максимума. Все тренировочные сессии проводятся лично под наблюдением обученных специалистов по физическим упражнениям в соответствии со стандартизированными операционными процедурами. Группа контроля по списку ожидания будет поддерживать обычную активность в течение 12-недельного периода, и ей будет предложена программа упражнений после завершения пост-интервенционного тестирования. Когнитивная и моторно-когнитивная производительность будут оцениваться как в условиях одиночной задачи (сидя), так и в условиях двойной задачи (ходьба на беговой дорожке), чтобы оценить когнитивную функцию при различных уровнях физиологической нагрузки. Парадигмы двойной задачи включены для исследования интеграции моторно-когнитивных функций в реальных условиях и оценки того, распространяются ли адаптации, связанные с упражнениями, на функционально значимые условия. Цереброваскулярная регуляция будет оцениваться неинвазивно с помощью транскраниальной допплерографии для измерения скорости кровотока в церебральных артериях. Непрерывная электрокардиография, мониторинг артериального давления от удара к удару и измерение конечного приливного углекислого газа будут регистрироваться одновременно, чтобы позволить интегрированное физиологическое моделирование. Нейроваскулярная связь будет оцениваться как изменение скорости церебрального кровотока во время когнитивной активации. Динамическая церебральная ауторегуляция будет оцениваться с использованием протоколов осцилляторного отрицательного давления на нижнюю часть тела для индукции контролируемых колебаний артериального давления. Цереброваскулярная реактивность будет оцениваться с помощью стандартизированной процедуры гиперкапнического повторного дыхания для количественной оценки реакции церебрального кровотока на повышенный уровень углекислого газа. Первичные анализы будут изучать эффекты взаимодействия группы и времени на когнитивную производительность. Вторичные анализы будут оценивать изменения в нейроваскулярной связи, динамической церебральной ауторегуляции и цереброваскулярной реактивности. Разведочные анализы будут оценивать, опосредуют ли статистически изменения в цереброваскулярной регуляции связанные с вмешательством улучшения когнитивных результатов, и модифицирует ли биологический пол эти ассоциации. Эти механистические анализы предназначены для информирования при проектировании будущих полностью мощных исследований эффективности. Данное исследование внесет вклад в понимание того, может ли масштабируемое контролируемое вмешательство силовых тренировок вовлекать цереброваскулярные механизмы, связанные с когнитивной производительностью у пожилых людей с повышенным риском деменции. Результаты могут способствовать разработке целенаправленных стратегий на основе физических упражнений для поддержания здоровья мозга в стареющих популяциях.