Effekter av stavgångsträning på gång, motoriska/icke-motoriska symtom och träningsbiomarkörer vid Parkinsons sjukdom

Parkinsons sjukdom (PD) är en mycket utbredd neurodegenerativ störning hos äldre vuxna som leder till minskade aktivitetsnivåer, fysisk funktionsnedsättning och accelererad åldersrelaterad försämring av rörlighet. Gångdysfunktion och postural instabilitet är viktiga motoriska problem som utvecklas med sjukdomsprogression och negativt påverkar oberoende rörlighet, fallrisk och aktivitetsdeltagande. Förebyggande av balans, gång och funktionsnedgång är prioriterade mål i sjukgymnastikhantering för individer med PD. Tidiga aktivitetsbaserade och träningsinterventioner stöds som kritiska komponenter för sjukdomshantering och för att bromsa sjukdomsprogression. Dessutom behöver de underliggande mekanismerna genom vilka träningsbaserade interventioner påverkar förändringar i motoriska och icke-motoriska symtom vid PD ytterligare belysas.

Individuella recept på aerob träning som är uppgiftsspecifik, utmanande och genomförbar för ett oberoende träningsprogram behövs för individer med PD för att optimera sin gång- och motorfunktion och upprätthålla ett långsiktigt engagemang i regelbunden fysisk träning. Att gå som en form av aerob träning har rapporterats vara säkert i en gemenskapsmiljö och för att förbättra funktionella resultat och gångresultat och livskvalitet vid PD. Stavgång (NW) är en form av träningsgång med hjälp av specialstavar som efterliknar hela kroppens rörelsemönster för längdskidåkning, kan utföras i varierande terräng och kan erbjuda ytterligare fördelar utöver enkla löpband eller promenader över marken. NW-tekniken har specifika fördelar för Parkinsons gång, eftersom den inkluderar rytmisk timing av koordination mellan extremiteterna, ökat engagemang av övre extremiteter och upprätt bål, och hög energiförbrukning som resulterar i en fördelaktig aerob konditioneringseffekt.

Det finns också konsekventa vetenskapliga bevis i både kliniska och djurstudier som visar fördelarna med träning på cellnivå vid PD. Måttlig till intensiv aerob träning förbättrar PD hjärnhälsa och stödjer neurala plasticitet. Cellulära förändringar inkluderar ökat blodflöde och angiogenes, uppreglerade neurotrofiska faktorer, minskad neuroinflammation och förbättrade immunsvar. Detta projekt kommer att utvärdera effekterna av NW hos personer med PD på molekylär nivå med 3 kända träningsrelaterade biomarkörer. Dessa 3 biomarkörer är hjärnhärledd neurotropisk faktor (BDNF), kortisol och alfa-amylas (α-amylas) proteiner.

Studiemål:

Med tanke på den snabba ackumuleringen av bevis som visar fördelarna med träning vid PD, finns det ett behov av att undersöka vilka träningsformer som har positiva effekter både på kliniska mätningar och på biomarkörer som indikerar biokemiska förändringar för att stödja PD hjärnans hälsa. Med en tidigare rapporterad måttlig aerob konditioneringseffekt efter NW i både friska äldre och PD-kohorter, är förutsättningen att denna intensiva träningsgång kan ge förändringar på cellulär och molekylär nivå. Att undersöka förändringar i gång och motorisk/icke-motorisk funktion efter NW-träning och korrelera dessa förändringar med träningsrelaterade biomarkörer kan ge grundläggande stöd för den neuroskyddande fördelen med NW hos personer med PD. Därför är syftet med denna proof-of-concept-studie att undersöka de omedelbara och långsiktiga effekterna av NW-träning på gångfunktion, motoriska/icke-motoriska PD-symtom och träningsrelaterade biomarkörer hos personer med mild till måttlig idiopatisk PD . Dessutom kommer denna studie att undersöka oberoende NW-träningsengagemang efter ett övervakat träningsprogram för att bedöma genomförbarheten och hållbarheten för detta sätt av uppgiftsspecifik aerob träning.

Studera design:

Denna studie kommer att använda en prospektiv, ensam kohort forskningsdesign före och efter intervention. Skälet för denna design är tvåfaldigt: 1. proof-of-concept för att bedöma interventionseffekter baserat på funktionella och kliniska mått efter NW-träning och undersöka om dessa mått är associerade med förändringar i träningsrelaterade biomarkörer vid PD; och 2. bedömning av genomförbarheten av oberoende engagemang i NW-träning efter ett övervakat program hos personer med mild till måttlig PD som ett sätt för uppgiftsspecifik fysisk aktivitetsengagemang. Denna forskningsdesign kommer att involvera en 4-veckors baslinjefas med två tidpunkter för bedömning av beroende åtgärder (T0-A och T0-B) för att bedöma för en stabil baslinje, följt av en 6-veckors NW-träningsinterventionsfas med en post- träningsbedömning (T1) i slutet av de 6 veckorna, och en 3-månaders oberoende NW träningsfas med en uppföljande bedömning i slutet av de 3 månaderna (T2). Tidigare arbete i vårt labb har visat på betydande förbättringar av gång- och balansåtgärder efter ett 6-veckors löpband och rytmiska över marken hörselprotokoll, och därför förväntas en 6-veckors träningslängd vara tillräcklig för att inducera träningseffekter. Övervakad NW-vidhäftning och oberoende NW-övningsefterlevnad, såväl som eventuella negativa effekter kommer att övervakas för att fastställa genomförbarhet och säkerhet, särskilt för oberoende NW-fas av studien.

Dataanalys:

Beskrivande statistik om patienters demografiska egenskaper (t.ex. ålder, sjukdomslängd, stadium, PD-subtyp, fallhistoria, aktivitetsnivåklassificering, mediciner och samsjuklighet) kommer att dokumenteras. PD-subtyp kategoriseras som tremordominant, hållningsinstabilitet/gångsvårigheter och obestämd, baserat på MDS-UPDRS-poäng. Beskrivande statistik om patientens träningspass och träningsprogression under de sex veckorna kommer att syntetiseras och analyseras. Dessa träningspassdata kommer att inkludera: träningsaktiviteter, gånghastighet, varaktighet och distans för NW, betyg av upplevd ansträngning och gångterräng. Data från aktivitetsloggar kommer att undersökas för att återspegla oberoende NW träningsföljsamhet och aktivitetsnivå (antal steg/dag) både under det 6-veckors träningsprogrammet och den uppföljande oberoende träningsfasen. Fallrapportdata och eventuella negativa händelser kommer att dokumenteras. Dessa överensstämmelse- och säkerhetsbeskrivande data under 3-månaders uppföljningsfas kommer att återspegla genomförbarheten av ett oberoende NW-hem träningsprogram efter ett övervakat NW-träningsprogram.

Beskrivande statistik för gång, kliniska PD-motoriska och icke-motoriska och biomarkörer kommer att beräknas. Jämförelse av två-baslinjegången och kliniska mått (Baseline-vecka 1 T0-A vs baseline-vecka 4 T0-B) kommer att analyseras med hjälp av beroende t-tester för att fastställa om det fanns en stabil baslinje för dessa beroende mätningar. Om analys avslöjar inga skillnader mellan baslinjemått, kommer T0-B att användas för jämförelse med T1- och T2-mått. Om analys avslöjar skillnader mellan baslinjemått, kommer medelvärdet av de två måtten att användas för jämförelse med T1- och T2-mått. Beroende mått fördelning över de tre tidpunkterna (T0, T1, T2) kommer att analyseras för att bedöma om de uppfyller antagandet om normalfördelningar. Om data är normalfördelade kommer envägsanalys av varians med upprepade mått (ANOVA) med planerade kontraster att användas för varje utfallsmått för att jämföra baslinje med T1, baslinje med T2 och T1 med T2. ANOVA är en statistisk metod för att testa skillnader mellan två eller flera medelvärden (medelvärde = medelvärde av en datamängd). En ANOVA för upprepade mått kan användas för att avgöra om det finns någon statistiskt signifikant skillnad mellan medelvärdena för tre eller relaterade grupper (i denna studie är en relaterad grupp en specifik tidpunkt). OM normalitetsantaganden inte uppfylls, kommer Friedman-testet med post hoc Wilcoxon teckenrankade parvisa jämförelser att användas för varje utfallsmått för att jämföra baslinje med T1, baslinje med T2 och T1 till T2 tidpunkter. Bonferroni-korrigering tillämpades på grund av antalet analyser som genomfördes. Signifikansnivån sattes till 0,05. Upprepade åtgärder ANOVA kommer också att användas för att bedöma förändringarna i medelvärden över 8 uppsamlingstidpunkter i BDNF, kortisol och α-amylasdata och visa ett tidsförlopp för NW träningseffekterna hos personer med PD. P-värdet sattes till p

Rådata för genuttryck kommer att normaliseras och bakgrundskorrigeras för att ställa in datauppsättningen till en gemensam skala och ta bort effekterna av icke-specifik bindning över mikromatriserna. Limma-paketet i R, ett beräkningsprogrammeringsspråk för statistisk beräkning och grafik kommer att användas. Differentiellt uttryckta gener kan sedan identifieras för att visa genuttrycksförändringar som är statistiskt signifikanta mellan olika tidpunkter.