pCO2-oscillationer under träning: samband med cerebralt blodflöde och kognitiv dysfunktion vid KOL
26 februari 2019 uppdaterad av: Klaus Kenn, Schön Klinik Berchtesgadener Land
Koldioxidpartialtrycksoscillationer under träning: samband med cerebral blodflödesreglering och och till förekomsten av kognitiv dysfunktion vid KOL
Utredarna vill identifiera ett samband mellan väsentliga förändringar i koldioxidpartialtrycket (pCO2), som ofta inträffar under övergångar från vila till träning (ΔpCO2 >4 millimeter kvicksilver [mmHg] från baslinjen), och förekomsten av kognitiv dysfunktion i KOL.
I synnerhet förväntas det undersöka den vaskulära effekten av pCO2-svängningar i regleringen av cerebralt blodflöde (CBF) under träning och dess inverkan på kognitiv funktion vid kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL).
Vidare syftar denna studie till att undersöka om större pCO2-svängningar har prognostiskt värde vid kognitiv försämring vid 6, 12 och 18 månaders uppföljning.
Dessutom kommer den akuta effekten av 3-veckors lungrehabilitering (PR) på kognitiv funktion att utforskas.
Utvärderingen av kognitiv funktion kommer att utföras med hjälp av Standardized Mini Mental State Examination (SMMSE), Addenbrooke's Cognitive Examination (ACE-R), Montreal Cognitive Assessment (MoCA) och telefonintervju för kognitiv status (TICS) som bedömer flera kognitiva domäner (kognitiva poäng) medan Stroop-test [färgavläsningsstörningar] kommer att användas för att mäta kognitiva prestationer (reaktionstid).
Studieöversikt
Status
Avslutad
Betingelser
Intervention / Behandling
Detaljerad beskrivning
Reglering av cerebralt blodflöde (CBF) är avgörande för adekvat syretillförsel till hjärnan och försörjningen av cerebrovaskulär reservkapacitet. En grundläggande fysiologisk regulator av CBF är koldioxidens partialtryck (pCO2), som bestämmer dilatationen eller sammandragningen av cerebral kärl. CBF-regleringssvar har visat sig vara starkt beroende av pCO2 men mycket mindre på förändringar i arteriell syremättnad. CBF är mycket känsligt för pCO2-förändringar som orsakar uttalad vasodilatation vid ökad pCO2 (CBF-förstärkning) eller vasokonstriktion vid minskade pCO2-nivåer (CBF-minskning). Under cerebral aktivering och ökad metabolism vidgas cerebrala arterioler vilket bidrar till att öka CBF men denna process utmanas ofta under träning och har en potentiell inverkan på kognitiv funktion. CBF är kopplat till kognitiv funktion medan serumnivån av Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) har visats som en kritisk drivkraft bakom neural plasticitet med en potentiell användbarhet som en biomarkör för kognitiv nedgång.
Utredarna antar att stora pCO2-svängningar under träning (ΔpCO2 >4 millimeter kvicksilver [mmHg] från baslinjen) som en återspegling av abnormiteten i ventilationseffektivitet/drift, leder till övergripande och lokala störningar av cerebralt blodflöde (CBF) och därför kan associerat med ökad förekomst av kognitiv dysfunktion hos patienter med kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL). Dessutom antar utredarna att patienter med stora pCO2-svängningar under träning kan utveckla värre kognitiv försämring i flera kognitiva domäner och större kognitiv försämring jämfört med "isokapniska" patienter vid 6, 12 och 18 månaders uppföljning. Slutenvårds-PR kan gynna kognitiv funktion genom att förbättra andningen (minska pCO2-svängningar), därför förbättra CBF och genom att öka cerebral neural aktivering genom träning.
När det gäller kognitiv dysfunktion, som är förknippad med ökad dödlighet och funktionshinder av alla orsaker, önskar utredarna:
(A) att upptäcka ett samband mellan stora pCO2-svängningar under träning och ökad förekomst av kognitiv dysfunktion vid KOL; (B) för att undersöka effekten av olika pCO2-övergående mönster (1. pCO2: minskning/hypokapnisk, 2. stadig/isokapnisk, 3. ökning/hyperkapnisk) på CBF-reglering och kognitiv funktion; (C) för att undersöka om större pCO2-svängningar kan vara en avgörande faktor för större kognitiv försämring i flera kognitiva domäner vid 6, 12 och 18 månaders uppföljning och (D) att utforska den akuta effekten av 3-veckors PR på pCO2-svängningar och CBF med avseende på kognitiv funktion hos KOL-patienter med kognitiv funktionsnedsättning.
Utvärderingen av kognitiv funktion kommer att utföras med hjälp av Standardized Mini Mental State Examination (SMMSE), Addenbrooke's Cognitive Examination (ACE-R), Montreal Cognitive Assessment (MoCA) och telefonintervju för kognitiv status (TICS) som bedömer flera kognitiva domäner ( kognitiva poäng) medan Stroop-testet kommer att användas för att mäta kognitiv prestation (reaktionstid).
Studietyp
Interventionell
Inskrivning (Faktisk)
91
Fas
- Inte tillämpbar
Kontakter och platser
Det här avsnittet innehåller kontaktuppgifter för dem som genomför studien och information om var denna studie genomförs.
Studieorter
-
-
-
Schonau am Konigssee, Tyskland, 83471
- Klinikum Berchtesgadener Land der Schön-Kliniken
-
-
Deltagandekriterier
Forskare letar efter personer som passar en viss beskrivning, så kallade behörighetskriterier. Några exempel på dessa kriterier är en persons allmänna hälsotillstånd eller tidigare behandlingar.
Urvalskriterier
Åldrar som är berättigade till studier
40 år till 80 år (Vuxen, Äldre vuxen)
Tar emot friska volontärer
Nej
Kön som är behöriga för studier
Allt
Beskrivning
Inklusionskriterier:
- Patienter med kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) i Global Initiative on Obstructive Lung Disease (GOLD) steg II till IV
- KOL-patienter med mild till måttlig kognitiv funktionsnedsättning (MCI-grupp: n=100) och utan kognitiv funktionsnedsättning (kontrollgrupp: n=60)
- Normotensiv (blodtrycksintervall: 101-143/62-91 millimeter kvicksilver [mmHg])
Exklusions kriterier:
- Vilande partialtryck av syre i arteriellt blod (paO2) <55 millimeter kvicksilver [mmHg]
- Vilande partialtryck av koldioxid i arteriellt blod (paCO2) >45 millimeter kvicksilver [mmHg]
- sista exacerbationen ≤4 veckor
- grav kognitiv funktionsnedsättning/demens
- andra neuropsykiatriska symtom
Studieplan
Det här avsnittet ger detaljer om studieplanen, inklusive hur studien är utformad och vad studien mäter.
Hur är studien utformad?
Designdetaljer
- Primärt syfte: Grundläggande vetenskap
- Tilldelning: Icke-randomiserad
- Interventionsmodell: Parallellt uppdrag
- Maskning: Ingen (Open Label)
Vapen och interventioner
Deltagargrupp / Arm |
Intervention / Behandling |
|---|---|
|
Aktiv komparator: Effekt av PR i MCI-gruppen
Utvärdering av den akuta effekten av ett 3-veckors lungrehabiliteringsprogram (PR) i kognitiv funktion av MCI-gruppen med hjälp av SMMSE, ACE-R, MoCA, TICS och Stroop test kliniska instrument med hänvisning till potentiella förändringar i pCO2 oscillationsmönster (post- PR).
Intervention: Lungrehabiliteringsprogram; 12 pass med träningsträning/andningsteknik.
|
Patienterna kommer att delta i ett omfattande 3-veckors PR-program (12 sessioner/ 60min·dag) inklusive högintensiv intervallträning motsvarande 100 % av peak work rate (WRpeak) med 30 sek arbetsperioder varvat med 30 sek viloperioder i 30 min och lätt styrketräning (3muscle). grupper/ 4 set vardera/10 repetitioner; ~30 min).
Andra namn:
|
|
Placebo-jämförare: Effekt av PR i kontrollgrupp
Utvärdering av den akuta effekten av ett 3-veckors pulmonell rehabiliteringsprogram (PR) i kognitiv funktion hos kontrollgruppen med hjälp av SMMSE, ACE-R, MoCA, TICS och Stroop test kliniska instrument med hänvisning till potentiella förändringar i pCO2 oscillationsmönster (post- PR). Intervention: Lungrehabiliteringsprogram; 12 pass med träningsträning/andningsteknik. |
Patienterna kommer att delta i ett omfattande 3-veckors PR-program (12 sessioner/ 60min·dag) inklusive högintensiv intervallträning motsvarande 100 % av peak work rate (WRpeak) med 30 sek arbetsperioder varvat med 30 sek viloperioder i 30 min och lätt styrketräning (3muscle). grupper/ 4 set vardera/10 repetitioner; ~30 min).
Andra namn:
|
Vad mäter studien?
Primära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Koldioxidpartialtrycksvängningar (ΔpCO2, mmHg)
Tidsram: Dag 4-21
|
Förändringar i transkutan pCO2 (ΔpCO2, mmHg från baslinjevärden) under Cycle-Endurance Test (CET) vid 75 % av maximal arbetshastighet (WRpeak).
pCO2-oscillationerna kommer att övervakas transkutant och registreras kontinuerligt med hjälp av "SenTec" digitala övervakningssystem (för/efter mätningar): 1:a mätningen under en CET innan deltagande i ett 3-veckors (12 sessioner) lungrehabiliteringsprogram (före -PR); 2:a mätningen under en CET i slutet av PR-programmet (post-PR).
|
Dag 4-21
|
Sekundära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Kognitiv dysfunktion (ja/nej)
Tidsram: Dag 1-3
|
Screening av kognitiv dysfunktion enligt Petersens kriterier:
|
Dag 1-3
|
|
Kognitiv funktionsnedsättning (Standardiserad Mini-Mental State Examination [SMMSE, poäng])
Tidsram: Dag 1-21
|
Utvärdering av kognitiv funktionsnedsättning (CI) med hjälp av kliniska instrument för Standardized Mini-Mental State Examination (SMMSE, poäng); 1:a mätningen före deltagande i ett 3-veckors (12 sessioner) lungrehabiliteringsprogram (pre-PR); 2:a mätningen i slutet av PR-programmet (post-PR).
|
Dag 1-21
|
|
Kognitiv funktionsnedsättning (Addenbrooke's Cognitive Examination [ACE-R])
Tidsram: Dag 1-21
|
Utvärdering av kognitiv funktionsnedsättning (CI) med hjälp av det kliniska instrumentet för Addenbrooke's Cognitive Examination (ACE-R-poäng); 1:a mätningen före deltagande i ett 3-veckors (12 sessioner) lungrehabiliteringsprogram (pre-PR); 2:a mätningen i slutet av PR-programmet (post-PR).
|
Dag 1-21
|
|
Kognitiv funktionsnedsättning (Montreal-kognitiv bedömning [MoCA, poäng])
Tidsram: Dag 1-21
|
Utvärdering av kognitiv funktionsnedsättning (CI) med hjälp av det kliniska instrumentet för Montreal-kognitiv bedömning (MoCa-poäng); 1:a mätningen före deltagande i ett 3-veckors (12 sessioner) lungrehabiliteringsprogram (pre-PR); 2:a mätningen i slutet av PR-programmet (post-PR).
|
Dag 1-21
|
|
Kognitiv funktionsnedsättning (telefonintervju för kognitiv status [TICS])
Tidsram: Dag 1-21
|
Utvärdering av kognitiv funktionsnedsättning (CI) med hjälp av det kliniska instrumentet för telefonintervju för kognitiv status (TICS-poäng); 1:a mätningen före deltagande i ett 3-veckors (12 sessioner) lungrehabiliteringsprogram (pre-PR); 2:a mätningen i slutet av PR-programmet (post-PR).
|
Dag 1-21
|
|
Kognitiv prestation (Stroop-test [reaktionstid, sekunder])
Tidsram: Dag 4-21
|
Bedömning av kognitiv prestation (Stroop-test - reaktionstid, sekunder) före och omedelbart efter Cycle-Endurance Test (CET) vid 75 % av WRpeak.
Kognitiv prestation kommer att mätas genom användning av Stroop-test (för/efter mätningar): 1:a mätningen under en CET före deltagande i ett 3-veckors (12 sessioner) lungrehabiliteringsprogram (pre-PR); 2:a mätningen under en CET i slutet av PR-programmet (post-PR).
|
Dag 4-21
|
|
Cerebral blodflödeshastighet (CBFv, cm/sek)
Tidsram: Dag 4-21
|
Mätning av cerebralt blodflödeshastighet (CBFv, cm/sek) som surrogat av cerebralt blodflöde (CBF) före och omedelbart efter Cycle-Endurance Test (CET) vid 75 % av WRpeak.
Cerebral Blood Flow Velocity (CBFv) kommer att mätas genom användning av transkraniell doppler-ultraljud (för/efter mätningar): 1:a mätningen under en CET innan deltagande i ett 3-veckors (12 sessioner) lungrehabiliteringsprogram (pre-PR) ; 2:a mätningen under en CET i slutet av PR-programmet (post-PR).
|
Dag 4-21
|
|
Frontal cortex cerebrovaskulär syremättnad (vävnadssyremättnad [TOI, %])
Tidsram: Dag 4-21
|
Mätning av vävnadssyremättnad (TOI, %) som ett index för frontal cortex cerebrovaskulär syremättnad under Cycle-Endurance Test (CET) vid 75 % av WRpeak.
Vävnadssyremättnad (TOI, %) kommer att mätas kontinuerligt med hjälp av nära-infraröd spektroskopi (NIRS-metod; före/efter mätning): 1:a mätningen under en CET före deltagande i en 3-veckors (12 sessioner) lungsessioner Rehabiliteringsprogram (pre-PR); 2:a mätningen under en CET i slutet av PR-programmet (post-PR).
|
Dag 4-21
|
|
Frontal cortex cerebrovaskulär syremättnad (förändringar i deoxygenerat hemoglobin [ΔHHb, μM/cm])
Tidsram: Dag 4-21
|
Mätning av förändringarna i deoxygenerat hemoglobin (ΔHHb) i mikrometer per centimeter (μM/cm) som ett index för frontal cortex cerebrovaskulär syremättnad under Cycle-Endurance Test (CET) vid 75 % av WRpeak.
Förändringar i deoxygenerat hemoglobin (ΔHHb, μM/cm) kommer att mätas kontinuerligt med användning av nära-infraröd spektroskopi (NIRS-metod; före/efter mätning): 1:a mätningen under en CET före deltagande i en 3-veckors (12) sessioner) Lungrehabiliteringsprogram (pre-PR); 2:a mätningen under en CET i slutet av PR-programmet (post-PR).
|
Dag 4-21
|
Andra resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Luftflödesbegränsning (Force Exspiratory Pressure in 1 Second [FEV1, %predicted])
Tidsram: Dag 1-4
|
Mätning av forcerat utandningstryck på 1 sekund (FEV1, % förutspått).
|
Dag 1-4
|
|
Träningskapacitet (peak Work Rate, [WRpeak watt])
Tidsram: Dag 1-6
|
Mätning av ansträngningskapacitet genom ett hjärt-lungansträngningstest (CPET) på cykelergometer med hjälp av ett inkrementellt protokoll till toleransgränsen (peak Work Rate, watt)) för fastställande av arbetshastighet motsvarande 75 % av peak (maximal arbetskapacitet) enl. de internationella riktlinjerna.
|
Dag 1-6
|
|
Blodgasanalyser (arteriellt syrepartialtryck [PaO2, mmHg])
Tidsram: Dag 1-6
|
Mätning av arteriellt syrepartialtryck (PaO2, mmHg) i blodprov.
|
Dag 1-6
|
|
Blodgasanalyser (arteriellt koldioxidpartialtryck [PaCO2, mmHg])
Tidsram: Dag 1-6
|
Mätning av arteriellt koldioxidpartialtryck (PaCO2, mmHg) i blodprov.
|
Dag 1-6
|
|
Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF-serumnivåer, ng/ml).
Tidsram: Dag 1-8
|
Mätning av serumnivåer av Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF, ng/mL) i blodprover.
|
Dag 1-8
|
|
Psykologiskt tillstånd/ Psykologiska data (Sjukhusångest- och depressionsskala [HADS, poäng])
Tidsram: Dag 5-8
|
Psykologiska faktorer kommer att bedömas med hjälp av Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS).
|
Dag 5-8
|
|
Psykologiskt tillstånd/ Psykologiska data (COPD Assessment Test [CAT, poäng])
Tidsram: Dag 5-8
|
Psykologiska faktorer kommer att bedömas med hjälp av COPD Assessment Test (CAT).
|
Dag 5-8
|
|
Psykologiskt tillstånd/ Psykologiska data (St. George Respiratory Questionnaire [SGRQ, poäng])
Tidsram: Dag 5-8
|
Psykologiska faktorer kommer att bedömas med hjälp av St. George Respiratory Questionnaire (SGRQ).
|
Dag 5-8
|
|
Perception of Dyspné (Medical Research Council dyspnéskala, [MRC-poäng])
Tidsram: Dag 5-8
|
Perception av dyspné kommer att bedömas med hjälp av Medical Research Council (MRC) dyspnéskala.
|
Dag 5-8
|
Samarbetspartners och utredare
Det är här du hittar personer och organisationer som är involverade i denna studie.
Samarbetspartners
Utredare
- Studiestol: Klaus Kenn, Prof. med., Schön Klinik Berchtesgadener Land
Publikationer och användbara länkar
Den som ansvarar för att lägga in information om studien tillhandahåller frivilligt dessa publikationer. Dessa kan handla om allt som har med studien att göra.
Allmänna publikationer
- 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.
Studieavstämningsdatum
Dessa datum spårar framstegen för inlämningar av studieposter och sammanfattande resultat till ClinicalTrials.gov. Studieposter och rapporterade resultat granskas av National Library of Medicine (NLM) för att säkerställa att de uppfyller specifika kvalitetskontrollstandarder innan de publiceras på den offentliga webbplatsen.
Studera stora datum
Studiestart (Faktisk)
1 mars 2016
Primärt slutförande (Faktisk)
1 mars 2018
Avslutad studie (Faktisk)
1 juli 2018
Studieregistreringsdatum
Först inskickad
8 januari 2016
Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna
18 januari 2016
Första postat (Uppskatta)
21 januari 2016
Uppdateringar av studier
Senaste uppdatering publicerad (Faktisk)
28 februari 2019
Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna
26 februari 2019
Senast verifierad
1 februari 2019
Mer information
Termer relaterade till denna studie
Nyckelord
- KOL
- Kognitiv dysfunktion
- Koldioxidpartialtryck (pCO2)
- Cerebralt blodflöde (CBF)
- Mild/måttlig kognitiv funktionsnedsättning (MCI)
- Lungrehabilitering (PR)
- Standardiserad Mini Mental State Examination (SMMSE)
- Addenbrookes kognitiva undersökning (ACE-R)
- Montreal Cognitive Assessment (MoCA)
- Telefonintervju för kognitiv status (TICS)
- Strooptest (reaktionstid)
Ytterligare relevanta MeSH-villkor
Andra studie-ID-nummer
- RESPIRE2-8465
Plan för individuella deltagardata (IPD)
Planerar du att dela individuella deltagardata (IPD)?
NEJ
Denna information hämtades direkt från webbplatsen clinicaltrials.gov utan några ändringar. Om du har några önskemål om att ändra, ta bort eller uppdatera dina studieuppgifter, vänligen kontakta register@clinicaltrials.gov. Så snart en ändring har implementerats på clinicaltrials.gov, kommer denna att uppdateras automatiskt även på vår webbplats .