Effekter av genetisk variation på effektiviteten av aerob träning
19 november 2024 uppdaterad av: McMaster University
Effekter av BDNF Val66Met-polymorfism på effektiviteten av aerob träning hos stillasittande, friska män
Denna studie undersöker om, efter sex veckors träning, en genetisk variant (Val66Met) i genen som gör en molekyl (BDNF) viktig för hjärnans hälsa och funktion, påverkar de gynnsamma effekterna av ett ytterligare träningspass hos stillasittande, friska män.
Syftet med denna forskning är att avgöra om inte att ha denna genetiska variant (Val66Met) ger en fördel för att uppnå större träningsinducerade fördelar.
Efter sex på varandra följande veckors träning (högintensiv intervallträning (HIIT), tre gånger per vecka) studeras effekterna av ytterligare ett träningspass på hjärnaktiviteten hos friska, stillasittande män med och utan den genetiska varianten BDNF.
Vidare, om den genetiska varianten av BDNF påverkar effekterna av sex veckors aerob träning på BDNF-nivåer i blodet, minne och kardiorespiratorisk kondition undersöks.
Dessa data kommer att hjälpa till att förstå om genetiska faktorer dämpar de gynnsamma effekterna av träning.
Att förstå vilka faktorer som påverkar effektiviteten av träningsprogram är viktigt för att individualisera träningsprogram och maximera deras positiva effekter på hjärnan och under rehabilitering efter hjärnskador.
Studieöversikt
Status
Avslutad
Betingelser
Intervention / Behandling
Detaljerad beskrivning
Aerob träning främjar hjärnans hälsa och funktion. Träning har faktiskt visat sig förbättra inlärning och minne, fördröja kognitiv nedgång och skydda mot hjärnatrofi hos friska åldrande individer. Dessutom minskar träningsprogram hjärnskador och fördröjer uppkomst och progression av neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers. Individuell variation i effektiviteten av dessa program begränsar emellertid deras utbredda tillämpning som ett "terapeutiskt medel". Genetiska varianter kan bidra till den stora graden av individuell variation i träningens effekter på kognition och hjärnhälsa.
Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) är ett neurotrofin som spelar en nyckelroll i aktivitetsberoende neuroplasticitet. Gnagarstudier visar att ökningar av BDNF medierar effekterna av träning på inlärning och minne. En enkel nukleotidpolymorfism i BDNF-genen som orsakar en substitution av valin (Val) till metionin (Met) vid kodon 66 minskar aktivitetsberoende utsöndring av BDNF och är associerad med förändrad hippocampusaktivering och sämre episodiskt minne. Syftet med denna forskning är att avgöra om efter sex på varandra följande veckor av högintensiv intervallträning (HIIT), tre gånger i veckan, BDNF Val66Met polymorfism påverkar effekterna av en ytterligare HIIT-session på kortikospinal excitabilitet såväl som intrakortikala och spinala kretsar. Dessutom syftar denna studie till att bedöma om BDNF Val66Met polymorfism modererar effekterna av sex på varandra följande veckor av HIIT på BDNF, arbetsminne och kardiorespiratoriska konditionsnivåer. Fynden kommer att indikera om BDNF Val-allelen ger en fördel för att uppnå större träningsinducerade fördelar och kan därmed hjälpa till att individualisera träningsprogram för att maximera deras fördelaktiga effekter. Dessa data kommer också att ge insikter i de mekanismer genom vilka aerob träning inducerar neuroplasticitet.
Studietyp
Interventionell
Inskrivning (Faktisk)
18
Fas
- Inte tillämpbar
Kontakter och platser
Det här avsnittet innehåller kontaktuppgifter för dem som genomför studien och information om var denna studie genomförs.
Studieorter
-
-
Ontario
-
Hamilton, Ontario, Kanada, L8S4K1
- McMaster University, Ivor Wynne Centre (IWC) building
-
-
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
14 år till 26 år (Vuxen)
Tar emot friska volontärer
Ja
Beskrivning
Inklusionskriterier:
- inte delta i eller delta i mindre än eller lika med 60 minuters strukturerad träning per vecka (eller två träningspass på 30 min/vecka; Heisz et al., 2017; Little et al. 2011) enligt deras självrapport;
- måste kunna ägna sig åt fysisk aktivitet och måste därför svara "NEJ" på alla frågor i Get Active Questionnaire (GAQ). Om potentiella deltagare svarar "JA" på någon av GAQ-frågorna, anses de omedelbart vara olämpliga att delta i forskningen;
- får inte ta gatudroger och mediciner, inklusive alfablockerare, antibiotika, antipsykotika, bensodiazepiner, betablockerare, kalciumkanalblockerare, systemiska kortikosteroider, muskelavslappnande medel, neuromuskulära blockerare, lugnande medel och psykostimulantia, och får inte ha några stabila eller instabila medicinska tillstånd , historia av neurologiska eller psykologiska störningar, huvudskada och/eller operation, anfall eller har en familjehistoria av anfall eller epilepsi, uppleva frekvent huvudvärk, migrän och sömnbrist enligt TMS-screeningsformuläret;
- måste vara högerhänt enligt frågeformuläret för handenhet;
- måste vara mellan 18 och 30 år.
Exklusions kriterier:
- delta i mer än 60 minuters strukturerad träning per vecka (eller två träningspass på 30 min/vecka; Heisz et al., 2017; Little et al. 2011) enligt deras självrapport;
- inte kan delta i fysisk aktivitet och därmed svara "JA" på någon av GAQ-frågorna;
- ta gatudroger och mediciner, inklusive alfablockerare, antibiotika, antipsykotika, bensodiazepiner, betablockerare, kalciumkanalblockerare, systemiska kortikosteroider, muskelavslappnande medel, neuromuskulära blockerare, lugnande medel och psykostimulantia, och får inte ha några stabila eller instabila medicinska tillstånd, historia av neurologiska eller psykologiska störningar, huvudskada och/eller kirurgi, anfall eller har en familjehistoria av anfall eller epilepsi, upplever ofta huvudvärk, migrän och sömnbrist enligt TMS-screeningsformuläret;
- är inte högerhänta enligt frågeformuläret för handenhet;
- är yngre än 18 år och äldre än 30 år.
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 |
|---|---|
|
Experimentell: V66V-HIIT
Val/Val-bärare som genomgår högintensiv intervallträning (HIIT) i 6 veckor, 3 gånger i veckan
|
Deltagarna utför högintensiv intervallträning (HIIT) på en cykelergometer.
HIIT-protokollet består av en 3-minuters uppvärmning vid 50W, tio 60-sekunders högintensiva cykelintervaller varvat med 90 sekunders aktiv återhämtning vid 30 % av sin maximala effekt och en 2-minuters nedkylning vid 50W för totalt 17,5 minuter.
|
|
Experimentell: V66M-HIIT
Val/Met-bärare som genomgår högintensiv intervallträning (HIIT) i 6 veckor, 3 gånger i veckan
|
Deltagarna utför högintensiv intervallträning (HIIT) på en cykelergometer.
HIIT-protokollet består av en 3-minuters uppvärmning vid 50W, tio 60-sekunders högintensiva cykelintervaller varvat med 90 sekunders aktiv återhämtning vid 30 % av sin maximala effekt och en 2-minuters nedkylning vid 50W för totalt 17,5 minuter.
|
Vad mäter studien?
Primära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Kortikospinal excitabilitet
Tidsram: 8 veckor
|
Kortikospinal excitabilitet mätt av enkelpuls TMS-framkallade svar i en hand- och underarmsmuskler.
|
8 veckor
|
|
Intrakortikala kretsar
Tidsram: 8 veckor
|
Intrakortikala kretsar mätt med TMS-framkallade responser med parad puls i en handmuskel
|
8 veckor
|
|
Spinala kretsar
Tidsram: 8 veckor
|
Spinalkretsar mätt av spinala Hoffman-reflexer från en underarmsmuskel
|
8 veckor
|
|
Blod BDNF
Tidsram: 8 veckor
|
Serumnivåer av BDNF utvärderade med ELISA
|
8 veckor
|
Sekundära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Cathepsin B
Tidsram: 8 veckor
|
Serumnivåer av cathepsin B bedömda med ELISA
|
8 veckor
|
|
IGF-1
Tidsram: 8 veckor
|
Serumnivåer av IGF-1 utvärderade med ELISA
|
8 veckor
|
|
VEGF
Tidsram: 8 veckor
|
Serumnivåer av VEGF utvärderade med ELISA
|
8 veckor
|
|
Osteocalcin
Tidsram: 8 veckor
|
Serumnivåer av osteokalcin bedöms med ELISA
|
8 veckor
|
|
Fungerande minne
Tidsram: 8 veckor
|
Arbetsminne som bedömts av uppgiften Automated Operation Span (OSPAN).
|
8 veckor
|
|
Kardiorespiratorisk kondition
Tidsram: 8 veckor
|
Kardiorespiratorisk kondition bedömd med VO2-topptest
|
8 veckor
|
Samarbetspartners och utredare
Det är här du hittar personer och organisationer som är involverade i denna studie.
Sponsor
Utredare
- Huvudutredare: Aimee Nelson, PhD, McMaster University
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
- Little JP, Gillen JB, Percival ME, Safdar A, Tarnopolsky MA, Punthakee Z, Jung ME, Gibala MJ. Low-volume high-intensity interval training reduces hyperglycemia and increases muscle mitochondrial capacity in patients with type 2 diabetes. J Appl Physiol (1985). 2011 Dec;111(6):1554-60. doi: 10.1152/japplphysiol.00921.2011. Epub 2011 Aug 25.
- Egan MF, Kojima M, Callicott JH, Goldberg TE, Kolachana BS, Bertolino A, Zaitsev E, Gold B, Goldman D, Dean M, Lu B, Weinberger DR. The BDNF val66met polymorphism affects activity-dependent secretion of BDNF and human memory and hippocampal function. Cell. 2003 Jan 24;112(2):257-69. doi: 10.1016/s0092-8674(03)00035-7.
- Vaynman S, Ying Z, Gomez-Pinilla F. Hippocampal BDNF mediates the efficacy of exercise on synaptic plasticity and cognition. Eur J Neurosci. 2004 Nov;20(10):2580-90. doi: 10.1111/j.1460-9568.2004.03720.x.
- Teri L, Gibbons LE, McCurry SM, Logsdon RG, Buchner DM, Barlow WE, Kukull WA, LaCroix AZ, McCormick W, Larson EB. Exercise plus behavioral management in patients with Alzheimer disease: a randomized controlled trial. JAMA. 2003 Oct 15;290(15):2015-22. doi: 10.1001/jama.290.15.2015.
- Neeper SA, Gomez-Pinilla F, Choi J, Cotman C. Exercise and brain neurotrophins. Nature. 1995 Jan 12;373(6510):109. doi: 10.1038/373109a0. No abstract available.
- Colcombe S, Kramer AF. Fitness effects on the cognitive function of older adults: a meta-analytic study. Psychol Sci. 2003 Mar;14(2):125-30. doi: 10.1111/1467-9280.t01-1-01430.
- Begliuomini S, Casarosa E, Pluchino N, Lenzi E, Centofanti M, Freschi L, Pieri M, Genazzani AD, Luisi S, Genazzani AR. Influence of endogenous and exogenous sex hormones on plasma brain-derived neurotrophic factor. Hum Reprod. 2007 Apr;22(4):995-1002. doi: 10.1093/humrep/del479. Epub 2007 Jan 24.
- Heisz JJ, Clark IB, Bonin K, Paolucci EM, Michalski B, Becker S, Fahnestock M. The Effects of Physical Exercise and Cognitive Training on Memory and Neurotrophic Factors. J Cogn Neurosci. 2017 Nov;29(11):1895-1907. doi: 10.1162/jocn_a_01164. Epub 2017 Jul 12.
- Itoh K, Hashimoto K, Kumakiri C, Shimizu E, Iyo M. Association between brain-derived neurotrophic factor 196 G/A polymorphism and personality traits in healthy subjects. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2004 Jan 1;124B(1):61-3. doi: 10.1002/ajmg.b.20078.
- Lamy JC, Russmann H, Shamim EA, Meunier S, Hallett M. Paired associative stimulation induces change in presynaptic inhibition of Ia terminals in wrist flexors in humans. J Neurophysiol. 2010 Aug;104(2):755-64. doi: 10.1152/jn.00761.2009. Epub 2010 Jun 10.
- Lommatzsch M, Zingler D, Schuhbaeck K, Schloetcke K, Zingler C, Schuff-Werner P, Virchow JC. The impact of age, weight and gender on BDNF levels in human platelets and plasma. Neurobiol Aging. 2005 Jan;26(1):115-23. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2004.03.002.
- Lu B, Chow A. Neurotrophins and hippocampal synaptic transmission and plasticity. J Neurosci Res. 1999 Oct 1;58(1):76-87.
- Lulic T, El-Sayes J, Fassett HJ, Nelson AJ. Physical activity levels determine exercise-induced changes in brain excitability. PLoS One. 2017 Mar 9;12(3):e0173672. doi: 10.1371/journal.pone.0173672. eCollection 2017.
- Ozan E, Okur H, Eker C, Eker OD, Gonul AS, Akarsu N. The effect of depression, BDNF gene val66met polymorphism and gender on serum BDNF levels. Brain Res Bull. 2010 Jan 15;81(1):61-5. doi: 10.1016/j.brainresbull.2009.06.022.
- Phillips BE, Kelly BM, Lilja M, Ponce-Gonzalez JG, Brogan RJ, Morris DL, Gustafsson T, Kraus WE, Atherton PJ, Vollaard NBJ, Rooyackers O, Timmons JA. A Practical and Time-Efficient High-Intensity Interval Training Program Modifies Cardio-Metabolic Risk Factors in Adults with Risk Factors for Type II Diabetes. Front Endocrinol (Lausanne). 2017 Sep 8;8:229. doi: 10.3389/fendo.2017.00229. eCollection 2017.
- Rovio S, Kareholt I, Helkala EL, Viitanen M, Winblad B, Tuomilehto J, Soininen H, Nissinen A, Kivipelto M. Leisure-time physical activity at midlife and the risk of dementia and Alzheimer's disease. Lancet Neurol. 2005 Nov;4(11):705-11. doi: 10.1016/S1474-4422(05)70198-8.
- Schinder AF, Poo M. The neurotrophin hypothesis for synaptic plasticity. Trends Neurosci. 2000 Dec;23(12):639-45. doi: 10.1016/s0166-2236(00)01672-6.
- Unsworth N, Heitz RP, Schrock JC, Engle RW. An automated version of the operation span task. Behav Res Methods. 2005 Aug;37(3):498-505. doi: 10.3758/bf03192720.
- Weuve J, Kang JH, Manson JE, Breteler MM, Ware JH, Grodstein F. Physical activity, including walking, and cognitive function in older women. JAMA. 2004 Sep 22;292(12):1454-61. doi: 10.1001/jama.292.12.1454.
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 februari 2018
Primärt slutförande (Faktisk)
3 december 2018
Avslutad studie (Faktisk)
21 januari 2019
Studieregistreringsdatum
Först inskickad
5 september 2018
Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna
11 september 2018
Första postat (Faktisk)
13 september 2018
Uppdateringar av studier
Senaste uppdatering publicerad (Faktisk)
20 november 2024
Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna
19 november 2024
Senast verifierad
1 november 2024
Mer information
Termer relaterade till denna studie
Andra studie-ID-nummer
- BDNF V66M Exercise Study
Plan för individuella deltagardata (IPD)
Planerar du att dela individuella deltagardata (IPD)?
NEJ
Läkemedels- och apparatinformation, studiedokument
Studerar en amerikansk FDA-reglerad läkemedelsprodukt
Nej
Studerar en amerikansk FDA-reglerad produktprodukt
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 .