有氧运动与脑血管功能
分级强度有氧运动改善老年退伍军人的脑血管功能和表现
研究概览
详细说明
为了应对老龄化退伍军人人口日益增长的医疗保健挑战,了解有效的康复技术以减轻与年龄相关的合并症并提高生活质量至关重要。 迄今为止,锻炼是为数不多的可以减轻与年龄相关的大脑健康和功能衰退的干预措施之一。 在许多这些研究中,一个一致但无法解释的发现是任务期间皮质激活模式的变化,使用血氧水平依赖 (BOLD) 信号和 fMRI 进行评估,这与改进的任务性能相对应。 脑血管健康和功能的两个关键指标尚未得到充分探索,但可能会影响有氧运动后观察到的 BOLD 反应的记录变化:1)关键大脑区域的静息或基础脑血流(灌注)变化; 2) 脑血管系统在需求增加时扩张能力的变化,称为脑血管反应性 (CVR)。 研究人员的目标是量化有氧运动对脑血管功能的影响,以及灌注和 CVR 如何在基于任务的 fMRI 期间对 BOLD 信号做出贡献。 与研究人员之前的老化和运动研究一致,参与者将完成以下两个条件之一; 1) 有氧、间歇训练干预(旋转;n=44),或 2) 非有氧、伸展控制条件(控制;n=44)。 心血管健康、基础脑灌注的动脉自旋标记、CVR、基于任务的 fMRI(认知-执行和运动)以及行为结果将在干预前后进行评估。 具体目标将确定为期 12 周的有氧运动干预对老年退伍军人脑灌注和 CVR 变化的影响。 研究人员假设,与对照组相比,有氧训练组在表现出与年龄相关的衰退并且已被证明对有氧运动具有可塑性(下额叶和运动皮质)的区域中基础灌注和 CVR 会增加。
过去几十年的研究推动了运动的持续推广,将其作为中枢神经系统健康和功能最有影响力的干预措施之一。 大部分研究的前沿是使用基于任务的 fMRI BOLD 来量化有氧运动后皮质功能的有益变化。 虽然具有变革性,但这项研究的真正影响范围有限,直到研究人员能够确定脑血管功能对 BOLD 反应中有据可查的有益变化的影响。 研究人员确实知道,身体活跃的老年人血管健康得到改善,但不知道运动干预对脑血管健康的全面影响。 如果改善灌注和 CVR 的假设得到支持,它将为当前的干预策略提供信息,并将增加关于运动在衰老过程中改善大脑健康潜力的重要附加信息。 这将对面临脑血管功能障碍引起的神经退行性疾病风险的老龄退伍军人产生影响。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
-
-
Georgia
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Decatur、Georgia、美国、30033-4004
- Atlanta VA Medical and Rehab Center, Decatur, GA
-
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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
描述
纳入标准:
65-80岁不经常运动的成年人
- 定义为每周锻炼两次少于 20 分钟
- 愿意并能够配合评估和干预措施
参与者将被量化为等于或低于通过氧气量 (VO2) 测试评估的心血管健康“差”范围
- 男性 26.0 毫升/公斤/分钟
- 21.0 ml/kg/min 女性)
- 26 在 MoCA 上符合认知完整的标准
参与者将不会患有影响认知或会干扰他们进行有氧运动的能力的疾病 - 包括但不限于:
- 慢性心脏病
- 肝
- 肾脏疾病
没有直接影响大脑功能的疾病/伤害——包括但不限于:
- 严重的闭合性颅脑损伤
- 开放性颅内伤口
- 中风
- 癫痫
- 神经系统退行性疾病
- 所有受试者都将以英语为主要语言,并且至少具有高中文凭,以便行为/认知测量反映老化和有氧运动的影响,而不是不熟悉英语或缺乏教育
排除标准:
患有严重精神疾病的潜在参与者 - 包括但不限于:
- 精神病
- 严重抑郁
- 躁郁症
- 持续吸毒或酗酒和严重高血压的个体(收缩压 > 200 或舒张压 > 110 mm Hg 或服用三种或更多种抗高血压药物的受试者)
参与者不得有与 MRI 不相容的条件 - 包括但不限于:
- 黑色金属植入物
- 心脏起搏器或类似设备
- 幽闭恐惧症
- 病态肥胖
- 定期进行大量熟练体力运动的人将被排除在外,以便行为/运动测量反映年龄和有氧运动的影响,而不是频繁练习的影响
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:预防
- 分配:随机化
- 介入模型:并行分配
- 屏蔽:无(打开标签)
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的:旋转
干预将每周进行 3 次,持续 12 周,并将由合格的讲师(具有五年干预经验的运动生理学家)领导。
根据参与者的进步和教练的建议,每节课的持续时间将增加 1-2 分钟,每节课的最长时长为 45 分钟。
由于参与者最初是久坐不动且缺乏训练,因此运动强度将从低水平开始(最大心率储备的 50%,HRR),但每周增加 5%(如果教练认为有必要),最高可达 75%人力资源部。
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干预将每周进行 3 次,持续 12 周,并将由合格的讲师(具有五年干预经验的运动生理学家)领导。
根据参与者的进步和教练的建议,每节课的持续时间将增加 1-2 分钟,每节课的最长时长为 45 分钟。
由于参与者最初是久坐不动且缺乏训练,因此运动强度将从低水平开始(最大心率储备的 50%,HRR),但每周增加 5%(如果教练认为有必要),最高可达 75%人力资源部。
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有源比较器:控制
控制组的参与者将被均衡(频率和持续时间)到旋转组进行接触和监控。
因此,他们将向同一设施报告并与同一经验丰富的干预人员互动;然而,他们将参加以平衡和伸展为重点的课程,而不是渐进式旋转运动。
与有氧运动类似,这些练习将在团体环境中进行,并且在每次训练期间持续监测心率,以验证心率未达到 50% HRR。
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干预将每周进行 3 次,持续 12 周,并将由合格的讲师(具有五年干预经验的运动生理学家)领导。
根据参与者的进步和教练的建议,每节课的持续时间将增加 1-2 分钟,每节课的最长时长为 45 分钟。
由于参与者最初是久坐不动且缺乏训练,因此运动强度将从低水平开始(最大心率储备的 50%,HRR),但每周增加 5%(如果教练认为有必要),最高可达 75%人力资源部。
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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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使用高碳酸血症CO₂反应测试变化的脑血管反应性(CVR)
大体时间:在干预前评估和干预后12周评估时
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CVR将通过连续采集磁共振图像的同时使用5% CO₂挑战进行评估。
该方法已被广泛使用,是最合适的血管活性刺激方法。
简而言之,CO₂空气(5% CO₂、21% O₂和74% N₂)将通过带有阀门的空气袋进行输送,以在室内空气和袋中CO₂空气之间切换。
将使用咬嘴和鼻夹实现仅用口呼吸。
一名研究人员将在整个实验期间留在磁体室内,以切换阀门并监测受试者。
实验期间将监测并记录生理参数,包括呼气末(Et)CO₂和呼吸频率。
血氧水平依赖(BOLD)信号每毫米汞柱变化的百分比是用于量化CVR的指标。
它测量BOLD信号对呼气末二氧化碳分压每变化1 mmHg的响应程度。
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在干预前评估和干预后12周评估时
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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使用高碳酸血症 CO2 反应测试变化的脑血管反应性 (CVR)
大体时间:在干预前评估和 12 周后的干预后评估
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在连续获取 MR 图像的同时,将使用 5% CO2 挑战评估 CVR。
这种方法已被广泛使用,是最合适的血管活性刺激方法。 33,34
简而言之,CO2 空气(5% CO2、21% O2 和 74% N2)将通过带有阀门的气囊进行管理,以在室内空气和气囊中的 CO2 空气之间切换。
将使用咬嘴和鼻夹来实现只用嘴巴呼吸。
在整个实验过程中,一名研究人员将在磁铁室内切换阀门并监控受试者。
在实验期间将监测和记录生理参数,包括潮气末 (Et) CO2 和呼吸率。
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在干预前评估和 12 周后的干预后评估
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Joe R. Nocera, PhD、Atlanta VA Medical and Rehab Center, Decatur, GA
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (估计的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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旋转的临床试验
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Lady Davis Institute完全的