不完全性脊髓损伤患者运动期间神经可塑性的分子标志物
不完全性脊髓损伤患者高强度运动期间神经可塑性的分子标志物
研究概览
详细说明
已知蛋白质脑源性神经营养因子 (BDNF) 可促进细胞存活、改善突触功能并诱导神经元形态变化。 因此,BDNF 在神经可塑性和中枢神经系统在受伤后适应和恢复的能力中起着重要作用。 无论发生这种情况的分子机制如何(知之甚少),脊髓损伤后增强 BDNF 的表达已被证明可以改善动物的功能结果。 (1, 2) 在动物和人类文献中都有详细记载,在健康人群和患有慢性疾病或残疾的个体中,BDNF 的产生会随着体育锻炼而增加。 (3) 文献表明这种增加与运动强度成正比,尽管人们对使这种效果最大化的运动参数知之甚少。 (2, 4-6) 根据动物研究,假设血清素 (5HT) 在 BDNF 表达增加的机制中发挥作用,(7-9) 的发现特别证明了运动诱导的表达增强抗抑郁治疗 (10) 和单胺能信号被阻断时反应迟钝。 (11) 在大约 30% 的人群中发现的 BDNF 基因的特定遗传变异也被认为是适当释放 BDNF 以及相关运动学习缺陷的重要因素。 (12, 13) 初步证据还表明,这种多态性可能会影响运动与 BDNF 之间的关系。 (14, 15) 本研究的目的是评估血清脑源性神经营养因子 ([BDNF]s) 浓度对不完全性脊髓损伤的门诊患者急性运动的反应;此外,为了检查改变血清素能 (5HT) 传输的药物制剂对这种运动引起的 [BDNF] 变化的影响。 为了实现这一目标,我们将在跑步机测试中单独研究 [BDNF],并结合两种常用药物;草酸艾司西酞普兰,一种选择性 5HT 再摄取抑制剂 (SSRI) 和赛庚啶 (CYPRO),一种 5HT 拮抗剂。
研究还表明 BDNF 与情绪的关系,尤其是抑郁症。 二级研究将与一级研究同时进行,目的是检查情绪以及它如何与个体参与重复运动和其他规定干预措施时神经可塑性的分子标记相关。 随着受试者在研究过程中的进步,情绪可能会发生变化,并可能影响 BDNF 与主要干预措施的关系。
研究类型
注册 (预期的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
-
-
Illinois
-
Chicago、Illinois、美国、60611
- Rehabiliation Institute of Chicago
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-
参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
纳入标准:
- 必须是 1 年或更长时间的运动不完全性脊髓损伤(ASIA C 或 D),解剖损伤在 C1-T10 之间
- 年龄必须在 18 至 75 岁之间
- 必须能够走动,被动活动范围与正常行走一致,并且必须包括:踝关节背屈脚踝至 10° 和跖屈至 30°,膝关节屈曲 0 至 90°,髋关节屈曲/伸展至 90° 至 -10°。
- 必须身体状况稳定并获得医疗许可才能参加,并且没有并发的严重疾病,包括:未愈合的褥疮、现有感染、限制运动参与的重大心血管或代谢疾病、严重的骨质疏松症(如受伤后骨折史所示)、活动性异养下肢骨化、已知的小腿周围神经损伤史、已知的颅脑外伤史、精神疾病、先前存在的 QT 间期延长史、先天性长 QT 综合征以及肺部并发症史,包括严重的阻塞性和/或限制性肺病
- 可能正在接受同步物理治疗
- 可能具有生育潜力(女性)
- 将招募男性和女性参与拟议的研究,其比率与 SCI 的国家和地方平均性别差异(80% 男性,20% 女性)一致
- 不同种族的个人将以类似于国家和地方种族比率的比率被招募。 自 2005 年以来的当前数据表明,在整个 SCI 人群中,66.1% 是白种人,27.1% 是非裔美国人,6.6% 是西班牙裔,2.0% 是亚裔。
排除标准:
- 体重超过 300 磅
- 依赖呼吸机
- 使用坚固的矫形支架来稳定颈椎或胸椎
- 无法忍受 10 分钟的无直立站立(血压降低 20 mmHg 收缩压和 10 mmHg 舒张压)。
- 怀孕或考虑怀孕的妇女将被排除在外,因为在运动期间需要使用躯干和骨盆约束装置,并且继发于药物对发育中胎儿的未知影响
- 根据个人健康问卷 (PHQ-9) 表现出提示抑郁症的症状
- 表现出与贫血一致的血红蛋白水平(男性 <13g/dL,女性 <12g/dL)的受试者将被排除在研究之外。
- 目前正在服用处方抗抑郁药,包括特定的单胺能药物、其前体或其激动剂、抗精神病药、已知可延长 QT 间期的药物或已知与 SSRI 相互作用的其他药物。 除非主治医师和患者都同意在评估和培训期间停止所有此类药物,否则所有受试者都将被排除在外。 将使用 SSRI 的 14 天清除期和替扎尼定的 72 小时清除期。 受试者将对停药所需的医生就诊承担经济责任。 完成适当和安全的断奶将由患者的医生确认。
- 目前正在服用处方抗痉挛药物。 要排除的特定药物包括巴氯芬 (Lioresal®) 和苯二氮卓类药物 (Diazepam®)。 将对每个受试者评估用于疼痛调节的选定药剂以确定与测试药剂的潜在相互作用。 除非主治医师和患者都同意在评估和培训期间停止所有此类药物,否则所有受试者都将被排除在外。 将使用所有此类药物的最短 72 小时清除期。 受试者将对停药所需的医生就诊承担经济责任。 完成适当和安全的断奶将由患者的医生确认。
- 临床诊断的肝脏、肾脏或其他可能干扰药物作用和/或清除的代谢疾病
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:基础科学
- 分配:随机化
- 介入模型:交叉作业
- 屏蔽:双倍的
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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有源比较器:依地普仑草酸盐
草酸艾司西酞普兰剂量的运动试验
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测试前 4.5 小时 10 毫克
其他名称:
用于峰值耗氧量测试的改良布鲁斯方案
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有源比较器:赛庚啶
赛庚啶剂量运动试验
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用于峰值耗氧量测试的改良布鲁斯方案
测试前 4.5 小时 8 毫克
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安慰剂比较:安慰剂
安慰剂剂量的运动试验
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用于峰值耗氧量测试的改良布鲁斯方案
测试前 4.5 小时
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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神经可塑性蛋白血清浓度的变化
大体时间:在分级运动测试的持续时间之前、期间和之后进行评估,预计平均 2 小时
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在分级跑步机测试期间,将以受试者在失败前能够获得的每个速度采集 5mL 血液。
跑步机测试完成后,还将立即采集 5mL 血液,并在完成后每 10 分钟采集一次,最长持续 30 分钟。
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在分级运动测试的持续时间之前、期间和之后进行评估,预计平均 2 小时
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次要结果测量
结果测量 |
大体时间 |
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最快的地面行走速度
大体时间:一次,基线测量
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一次,基线测量
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六分钟步行距离
大体时间:一次基线测量
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一次基线测量
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意志力:下肢运动评分
大体时间:一次基线测量
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一次基线测量
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改良的 Ashworth 量表
大体时间:一次基线测量
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一次基线测量
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脊髓痉挛评估工具
大体时间:一次基线测量
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一次基线测量
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衡量社区流动性
大体时间:下肢佩戴步数活动监测器 7 天
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下肢佩戴步数活动监测器 7 天
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髋/膝/踝运动的矢状面运动学
大体时间:每次访问平均持续评估十分钟
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每次访问平均持续评估十分钟
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峰值行走速度
大体时间:在每次分级强度跑步机测试结束时进行一次测量
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在每次分级强度跑步机测试结束时进行一次测量
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耗氧量
大体时间:每次访问平均持续评估十分钟
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每次访问平均持续评估十分钟
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心率
大体时间:每次访问平均持续评估十分钟
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每次访问平均持续评估十分钟
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自觉劳累等级(博格量表)
大体时间:每次访问平均持续评估十分钟
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每次访问平均持续评估十分钟
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Thomas G Hornby, PhD, PT、University of Illinois at Chicago, Rehabiliation Institute of Chicago, Northwestern University
出版物和有用的链接
一般刊物
- Nibuya M, Morinobu S, Duman RS. Regulation of BDNF and trkB mRNA in rat brain by chronic electroconvulsive seizure and antidepressant drug treatments. J Neurosci. 1995 Nov;15(11):7539-47. doi: 10.1523/JNEUROSCI.15-11-07539.1995.
- Cheeran B, Talelli P, Mori F, Koch G, Suppa A, Edwards M, Houlden H, Bhatia K, Greenwood R, Rothwell JC. A common polymorphism in the brain-derived neurotrophic factor gene (BDNF) modulates human cortical plasticity and the response to rTMS. J Physiol. 2008 Dec 1;586(23):5717-25. doi: 10.1113/jphysiol.2008.159905. Epub 2008 Oct 9.
- Ying Z, Roy RR, Zhong H, Zdunowski S, Edgerton VR, Gomez-Pinilla F. BDNF-exercise interactions in the recovery of symmetrical stepping after a cervical hemisection in rats. Neuroscience. 2008 Sep 9;155(4):1070-8. doi: 10.1016/j.neuroscience.2008.06.057. Epub 2008 Jul 3.
- Ying Z, Roy RR, Edgerton VR, Gomez-Pinilla F. Exercise restores levels of neurotrophins and synaptic plasticity following spinal cord injury. Exp Neurol. 2005 Jun;193(2):411-9. doi: 10.1016/j.expneurol.2005.01.015.
- Knaepen K, Goekint M, Heyman EM, Meeusen R. Neuroplasticity - exercise-induced response of peripheral brain-derived neurotrophic factor: a systematic review of experimental studies in human subjects. Sports Med. 2010 Sep 1;40(9):765-801. doi: 10.2165/11534530-000000000-00000.
- Ferris LT, Williams JS, Shen CL. The effect of acute exercise on serum brain-derived neurotrophic factor levels and cognitive function. Med Sci Sports Exerc. 2007 Apr;39(4):728-34. doi: 10.1249/mss.0b013e31802f04c7.
- Cotman CW, Berchtold NC. Exercise: a behavioral intervention to enhance brain health and plasticity. Trends Neurosci. 2002 Jun;25(6):295-301. doi: 10.1016/s0166-2236(02)02143-4.
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- Russo-Neustadt A, Beard RC, Cotman CW. Exercise, antidepressant medications, and enhanced brain derived neurotrophic factor expression. Neuropsychopharmacology. 1999 Nov;21(5):679-82. doi: 10.1016/S0893-133X(99)00059-7.
- Garcia C, Chen MJ, Garza AA, Cotman CW, Russo-Neustadt A. The influence of specific noradrenergic and serotonergic lesions on the expression of hippocampal brain-derived neurotrophic factor transcripts following voluntary physical activity. Neuroscience. 2003;119(3):721-32. doi: 10.1016/s0306-4522(03)00192-1.
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- Bryan A, Hutchison KE, Seals DR, Allen DL. A transdisciplinary model integrating genetic, physiological, and psychological correlates of voluntary exercise. Health Psychol. 2007 Jan;26(1):30-9. doi: 10.1037/0278-6133.26.1.30.
- Mata J, Thompson RJ, Gotlib IH. BDNF genotype moderates the relation between physical activity and depressive symptoms. Health Psychol. 2010 Mar;29(2):130-3. doi: 10.1037/a0017261.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
研究注册日期
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