Träning och genotyp vid subakut stroke

Bakgrund: Forskning har visat att den vuxna mänskliga hjärnan har en enorm plastisk förmåga att anpassa sig efter skada. Hos personer som nyligen har upplevt en stroke kan interventioner som främjar hjärnans plasticitet i tidiga skeden efter stroke förbättra den långsiktiga återhämtningen. Kardiovaskulär träning är en enkel strategi för att öka hjärnans plasticitet och främja neural omorganisation. Det finns dock ingen information om effekterna av kardiovaskulär träning på hjärnans plasticitet i tidiga faser av stroke, trots betydelsen av denna initiala period för långsiktig återhämtning. På samma sätt är det inte känt om, beroende på deras genetiska profil, vissa människor kommer att vara mer lyhörda än andra för denna typ av träning.

Mål: Att fastställa om: 1) kardiovaskulär träning förbättrar hjärnans plasticitet under de inledande faserna av återhämtning efter stroke; 2) att bära en specifik form av BDNF-genen modulerar svaret på kardiovaskulär träning.

Design: 50 deltagare kommer att utföra antingen ett progressivt högintensivt kardiovaskulärt träningsprogram eller lågintensivt träningsprogram för stretching och toning. Båda grupperna kommer att genomgå 8 veckors träning utförd 3 gånger i veckan. Bedömningar kommer att utföras i början, mitten (4 veckor) och i slutet av träningsperioden (8 veckor).

Metod: Bedömningar: 1) hjärnans plasticitet genom att mäta förändringar i hjärnans excitabilitet, en markör för hjärnans plasticitet, med icke-invasiv hjärnstimulering; 2) BDNF-nivåer genom att mäta blodkoncentrationen av detta protein; 3) Genotyp genom att identifiera subtypen av BDNF-genen som bärs av varje deltagare; 4) Kardiorespiratorisk kondition genom att bedöma prestationen under ett graderat träningstest.

Statistisk analys: Skillnader mellan tränings- och kontrollgrupper på den primära endpointen för alla resultat kommer att analyseras med linjära blandade modeller. Förutom baslinjepoäng kommer kön, ålder och typ av stroke (kortikal eller subkortikal) att inkluderas som kovariater eftersom de kan påverka hjärnans plasticitet och BDNF-svar. T1-poäng kommer också att inkluderas för att öka effektiviteten i modellen. Genotypens påverkan på förändringar i primära och sekundära resultat i träningsgruppen kommer att inspekteras med Freedman-Schatzkin-testet, en kraftfull teknik för att identifiera förändringsmediatorer som kan användas i småskaliga träningsstudier.

Förväntade resultat: Kardiovaskulär träning kommer att främja positiva förändringar i hjärnans excitabilitet och kommer att öka blodets BDNF-nivåer hos individer i de tidiga faserna av återhämtning av stroke. Men det individuella svaret på denna typ av träning i förhållande till hjärnans plasticitet och BDNF-nivåer kommer att påverkas av genotypen för varje deltagare.

Relevans: Det är viktigt att fastställa om kardiovaskulär träning förbättrar hjärnans omorganisation tidigt efter stroke efter stroke och om genetiska faktorer kan påverka svaret på denna intervention. Detta kommer att ge läkare användbar information som kommer att vara avgörande för att utforma mer individualiserade träningsbaserade behandlingar för att optimera funktionell återhämtning hos individer med stroke.

Effekt: De första veckorna efter en stroke är avgörande för funktionell återhämtning. Efter denna inledande period saktar återhämtningshastigheten ner och funktionsförbättringar blir mycket svårare att uppnå. I Kanada uppgår sjukvårdskostnaderna under de 6 månaderna efter stroke till 2,8 miljarder USD/år. Att hitta kostnadseffektiva rehabiliteringsstrategier för att främja återhämtning under de tidiga faserna efter stroke är avgörande för att hjälpa patienter att återgå till ett självständigt liv.